【課件】2010精餾-考研試題資料系列

1、【課件】2010精餾-考研試題資料系列化工原理【課件】2010精餾-考研試題資料系列 內(nèi) 容 回 顧一、全回流操作線只有1條，即對角線y=x芬斯克方程【課件】2010精餾-考研試題資料系列二、最小回流比(Minimum reflux ratio)對于一定的進料和分離要求：R，精餾段操作線截距增大，操作線向平衡線移動；結(jié)論： R，達到指定分離程度所需理論板數(shù)將增多。最小回流比(Rmin)：當(dāng)兩條操作線交點落在平衡線上時，對應(yīng)的回流比即為最小回流比。d 點稱為挾點，其附近稱為恒濃區(qū)或挾緊區(qū)。 1. 最小回流比的概念 d2eacxWxFxDd1d【課件】2010精餾-考研試題資料系列只適合理想物系

2、非理想程度大的物系作圖法解析法 Rmin的求法作q線與平衡線交點d，交點坐標(biāo)(xq,yq),1.作圖法普通物系qadyqxWxqxFxD1.001.0【課件】2010精餾-考研試題資料系列平衡線有下凹部分時， R，交點 d 未落到平衡線上之前，操作線已與平衡線相切e點。此時恒濃區(qū)出現(xiàn)在 e 點附近，對應(yīng)的回流比為最小回流比。Rmin計算公式同前，用 xd , yd 取代(xq,yq)。yeqdea01.01.0ydxWxdxFxexDqdea01.01.0yeydxWxdxFxexD【課件】2010精餾-考研試題資料系列2.解析法qayqxWxqxFxD1.001.0交點(xq，yq)或其它相

3、平衡表達式【課件】2010精餾-考研試題資料系列露點進料yq=yF泡點進料xq=xF【課件】2010精餾-考研試題資料系列實際操作的回流比應(yīng)介于全回流與最小回流比兩者之間。適宜的回流比根據(jù)操作費和設(shè)備費作出經(jīng)濟權(quán)衡。 操作費用：再沸器和冷凝器與回流比R有關(guān)當(dāng)F、q、D 一定時，增大R。RV, V加熱介質(zhì)，冷卻介質(zhì)操作費用 操作費費用回流比 R三、適宜R的選擇【課件】2010精餾-考研試題資料系列 理論板數(shù) NRmin回流比 RNmin而此時，R V V 因而塔徑再沸器尺寸，冷凝器尺寸設(shè)備費用R=Rmin N 設(shè)備費用 R N 設(shè)備費用設(shè)備費用：總費用設(shè)備費操作費費用回流比 RRoptR升高到一

4、定值后，設(shè)備費用下降趨勢趨于緩慢；【課件】2010精餾-考研試題資料系列精餾過程總費用操作費用與設(shè)備費用之和最低時的回流比R 。工業(yè)設(shè)計常按以下經(jīng)驗確定。 根據(jù)設(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗適宜回流比R：【課件】2010精餾-考研試題資料系列【例】在一連續(xù)精餾塔內(nèi)分離某理想二元混合物。已知進料組成為0.4易揮發(fā)組分的摩爾分率，下同，泡點進料；餾出液組成為0.9；塔頂易揮發(fā)組分的收率為90；塔頂采用全凝器，操作回流比為最小回流比的1.5倍；操作條件下物系的平均相對揮發(fā)度為2.5。試計算：(1) 釜殘液組成；(2) 精餾段操作線方程。(1)釜殘液組成 解：全塔物料恒算：總物料： F=W+D易揮發(fā)組分：FxF=Dx

5、D+WxW由已知：DxD /FxF=0.9【課件】2010精餾-考研試題資料系列泡點進料，xq=xF帶入已知數(shù)據(jù)可得：R=1.5Rmin=1.51.222=1.83則精餾段操作線：(2)精餾段操作線方程先求最小回流比【課件】2010精餾-考研試題資料系列1-4-7 簡捷法求理論板層數(shù)一、吉利蘭(Gilliland)圖橫坐標(biāo)XN+2縱坐標(biāo)Y0101N不包括再沸器011【課件】2010精餾-考研試題資料系列吉利蘭圖包容了N,Nmin , R, Rmin四者間的關(guān)系。適用于雙、多組分。該圖精餾條件:q：五種；Rmin：0.537.0；組分間:1.26-4.05;組分?jǐn)?shù)：211；NT:2.4-43.1

6、吉利蘭圖是用8個物系在下面的精餾條件下，使用逐板計算法求得的結(jié)果在雙對數(shù)坐標(biāo)上繪制而成.【課件】2010精餾-考研試題資料系列N+2原始數(shù)據(jù)的回歸方程為: Y=0.545827-0.591422X+0.002743/X(李德Liddle公式)(適于 0.01X原料中各組分的,且不生成恒沸物.以苯-環(huán)己烷溶液的萃取分離為例。x糠醛0.00.980.21.380.41.860.52.070.62.360.72.7 常壓下苯沸點 80.1,環(huán)己烷沸點為 80.73, 為 0.98,難于用普通精餾法分離。 若在溶液中加入沸點較高的糠醛沸點161.7，溶液發(fā)生顯著的變化。 【課件】2010精餾-考研試題

7、資料系列對萃取劑的要求 萃取劑比挾帶劑易選擇 萃取劑在精餾過程中基本不氣化,耗能低. 萃取精餾中, 萃取劑加入量的變化范圍較大,而挾帶劑的量要按一定的比例加入,前者易控制 萃取精餾不宜采用間歇操作,恒沸精餾可以 恒沸精餾的操作溫度較低,適于分離熱敏性物質(zhì)(1) 選擇性能好,即加入少量萃取劑后能使溶液的相對揮發(fā)度發(fā)生顯著提高;(2) 揮發(fā)性小且不與原組分起化學(xué)反應(yīng)，不形成恒沸物，以便于分離回收，減少損失。(3) 安全，無毒，無腐蝕性，熱穩(wěn)定性好以及價格便宜等。 與恒沸精餾的比較【課件】2010精餾-考研試題資料系列循環(huán)糠醛補充糠醛脫溶劑頂部產(chǎn)品脫溶劑底部產(chǎn)品苯+環(huán)己烷（原料）萃取劑回收段溶劑分離

8、塔萃取精餾塔冷凝器冷凝器環(huán)己烷糠醛-苯混合液苯苯-環(huán)己烷溶液的萃取分離【課件】2010精餾-考研試題資料系列間歇精餾 多側(cè)線塔(不需要得到純組分時)連續(xù)精餾：若三組分，只能在塔的一端出一股近純組分，另一端的兩個組分要再用一個普通塔分離。第七節(jié)多組分精餾1-7-1 流程方案一、采用的精餾方式用精餾塔分離有 n 個組分的溶液，由于只在塔頂和塔底出料，若需得到 n 個高純度的組分，則需要 (n-1) 個塔。除了最后一個塔為雙組分精餾，可由塔頂和塔底同時得兩個高純度組分外，其余的塔均為多組分精餾，只能得到一個高純度組分。在 (n-1) 個塔中分離 n 個組分，組分分離的順序排列 (分離流程的安排) 對

9、整個過程的經(jīng)濟性有影響。 二、流程方案的選擇【課件】2010精餾-考研試題資料系列 C只在一個塔底受熱,減少了組分受熱分解和聚合的機會.但A氣化、冷凝了兩次，B氣化冷凝了一次。 A、B只在一個塔內(nèi)多次部分氣化、冷凝過一次,C在兩個塔底受熱累計時間長。C為熱敏時，不易用以三組分為例【課件】2010精餾-考研試題資料系列理論板數(shù)或填料層高度的確定，通常以關(guān)鍵組分所需達到的分離程度或回收率作為計算的依據(jù)。在一定條件下，其它組分在餾出液和釜殘液中的組成隨關(guān)鍵組分的分離程度或回收率而定，不能再任意規(guī)定。1-7-3關(guān)鍵組分及各組分在塔頂和塔底產(chǎn)品中的預(yù)分配 一、關(guān)鍵組分關(guān)鍵組分：對分離起控制作用的兩個組分

10、 (一般為工藝中最關(guān)心的、揮發(fā)度相鄰的兩個組分)。分為輕關(guān)鍵組分和重關(guān)鍵組分。例如： 混合物含苯A、甲苯（B）、乙苯（C）、苯乙烯（D），塔頂主要出A、B組分，塔底主要出C、D組分。如圖【課件】2010精餾-考研試題資料系列所選兩關(guān)鍵組分為相鄰組分， 相差較大。重于重關(guān)鍵組分的組分全在塔底產(chǎn)品中，輕于輕關(guān)鍵組分的組分全部塔頂產(chǎn)品中。特點：可以用物料衡算求得塔頂、塔底物流的量和組成。塔頂產(chǎn)品中有重于重關(guān)鍵組分的組分，塔底產(chǎn)品中有輕于輕關(guān)鍵組分的組分。特點：不能只用物料衡算求得塔頂、塔底物流的量和組成，需要估算。如果兩個關(guān)鍵組分不是相鄰組分，或進料中非關(guān)鍵組分的相對揮發(fā)度與關(guān)鍵組分的相差不大，均可

11、能為非清晰分割。嚴(yán)格地說，清晰分割是不存在的，但在有的情況下為了簡化問題可以把接近清晰分割的情況視為清晰分割來處理。應(yīng)用關(guān)鍵組分的概念，根據(jù)各組分間揮發(fā)度的差異，可按以下兩種情況進行組分在產(chǎn)品中的預(yù)分配，再由物料衡算或近似估算得到塔頂和塔底產(chǎn)品的組成。二、組分在塔頂和塔底產(chǎn)品中的預(yù)分配求Di和Wi1. 清晰分割2. 非清晰分割HOMEWORKP69 12,13,14作業(yè)14解：FLW全塔物料衡算：FV0WDFxF=WxW+DxD 由DxD/FxF=0.99代入得 FxF=WxW+0.99 FxF0.033xW+0.99*0.033 xW =0.00033 (1)計算每kmol進料所需最少蒸汽量最少蒸汽量時無限多理論板操作線斜率為W/V0min=F/V0min=yF*/(xF-xW) 而xF 0.033時， yF* 0.270F/V0min=yF*/(xF-xW)0.27/(0.033-0.00033)=8.28 V0min =F/8.28=1/8.28=0.121(