平衡蒸餾與簡單蒸餾

§9.3

平衡蒸餾與簡單蒸餾一、平衡蒸餾二、簡單蒸餾第九章液體精餾1第九章液體精餾平衡蒸餾平衡蒸餾的數(shù)學(xué)描述

平衡蒸餾的計算

9.3.2平衡蒸餾2第九章液體精餾將均相混合液加熱超過進(jìn)料的泡點，部分氣化，或?qū)⒒旌蠚怏w部分冷凝，氣液兩相處于平衡狀態(tài)，將氣液相分開，使混合液體得到一定程度分離的蒸餾方法稱為平衡蒸餾。平衡蒸餾又稱“閃蒸”平衡蒸餾3第九章液體精餾料液經(jīng)泵加壓后，送入加熱器加熱升溫，使液體溫度高于分離器壓力下的泡點，液體成為過熱狀態(tài)，通過減壓閥，使部分液體氣化，這種過程稱為閃蒸。然后平衡的汽液兩相在分離器中分離，從器頂、器底排出。連續(xù)式平衡蒸餾裝置4第九章液體精餾平衡蒸餾，在較低的溫度下有較高的餾出率，物料滿足平衡關(guān)系，氣液相達(dá)到平衡。主要應(yīng)用于高溫下易分解的物料的分離，在石油煉制和石油化工中較常見。5第九章液體精餾

1．

流程及特點6第九章液體精餾3個未知數(shù)2個方程1個方程2.過程的數(shù)學(xué)描述0<q<17第九章液體精餾單位時間內(nèi)加熱器提供的熱量為：

Q=Fcm,p(T-tF)節(jié)流減壓，液體部分氣化所需的熱量來自于物料放出的顯熱，即：

Fcm,p(T-te)=(1-q)F·rT=te+(1-q)t/cm,p熱量衡算：8第九章液體精餾閃蒸過程中氣液兩相可認(rèn)為互成平衡，即y與x滿足相平衡方程式：y=f(x)過程特征方程式：理想體系：

平衡溫度te與組成x應(yīng)滿足泡點方程：

te=φ(x)9第九章液體精餾當(dāng)給定氣化率(1-q)，聯(lián)立方程可以求解氣、液相的組成y、x。也可以采用圖解法求取。直線fe為物料衡算式，它通過f點(xF、xF)，直線斜率為q/(1-q)。此線與平衡線相交于e點，e點的坐標(biāo)即所求的氣、液相平衡組成。3.平衡蒸餾的計算10第九章液體精餾11第九章液體精餾簡單蒸餾簡單蒸餾的特點

簡單蒸餾的應(yīng)用

簡單蒸餾過程的數(shù)學(xué)描述簡單蒸餾過程的計算

9.3.2簡單蒸餾12第九章液體精餾將一定量一定組成的溶液加熱至沸騰，產(chǎn)生的蒸氣，將其不斷引出，使之冷凝的分離操作。簡單蒸餾13第九章液體精餾（1）精餾前作為原料和產(chǎn)品的預(yù)分離；（2）相對揮發(fā)度很大的體系，可作為制取產(chǎn)品；（3）回收溶劑；（4）不精密的分離。簡單蒸餾的應(yīng)用14第九章液體精餾15第九章液體精餾簡單蒸餾過程的物料衡算、熱量衡算方程與平衡蒸餾無本質(zhì)的區(qū)別，但簡單蒸餾過程是一個非定態(tài)的過程。因此，只能在某個時間微元dτ，進(jìn)行物料衡算。蒸餾某時刻，物料量為n，液相濃度為x，氣相濃度為y，開始時物料量為W1，蒸餾結(jié)束時物料量為W2，經(jīng)過任一瞬間dτ，進(jìn)行物料衡算。簡單蒸餾過程的數(shù)學(xué)描述16第九章液體精餾設(shè)某一時刻釜液量為Wkmol，組成為x，與之平衡的汽相組成為y。經(jīng)微分時間段d

后，蒸出的釜液量為dW，這樣對易揮發(fā)組分在d

前后作物料衡算，有：（1）微分物料衡算式：dxdW為高價無窮小，不計17第九章液體精餾1個方程18第九章液體精餾3個未知數(shù)2個方程(2)宏觀物料衡算：

19第九章液體精餾思考：在操作壓力、原料相同的條件下(x1=xF)，若平衡蒸餾的操作溫度與簡單蒸餾的最終溫度相同，則簡單蒸餾與平衡蒸餾相比：分離效果如何？產(chǎn)品量孰大？20第九章液體精餾21第九章液體精餾將苯-甲苯混合液中x(苯)=0.70的溶液加熱氣化，氣化率為1/3。已知物系的相對揮發(fā)度為2.47。試求簡單蒸餾與平衡蒸餾的餾出液的量和組成。

解：（1）簡單蒸餾例9-3簡單蒸餾與平衡蒸餾的比較為了計算方便設(shè)總量W1為100kmol，W2為100×2/3=66.7kmol，則22第九章液體精餾

解出x2=0.63323第九章液體精餾比較平衡蒸餾和簡單蒸餾，在氣化率相同的條件下，簡單蒸餾得到的氣相平均濃度比平衡蒸餾的濃度要大。

(2)平衡蒸餾q=2/3解出

x=0.642y=0.816