精餾第七次課的T課件

1.4.11精餾過(guò)程的節(jié)能精餾過(guò)程是一個(gè)能耗高，能量利用率低的過(guò)程降低生產(chǎn)過(guò)程中的能耗是降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本提高競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵之一。節(jié)能的措施：1.回流比優(yōu)化12.適宜進(jìn)料位置

3.進(jìn)料熱狀況在適宜進(jìn)料位置條件下操作，可以避免本來(lái)提純的物流與濃度不同的進(jìn)料混合，即返混合，使塔具有更高的分離能力，可在完成相同的分離任務(wù)時(shí)，回流比最小，能耗最低。在雙組分精餾中，則選擇跨過(guò)兩操作線交點(diǎn)的板為最佳進(jìn)料板。

R不變時(shí)，精餾段不變，冷凝器熱負(fù)荷不變，進(jìn)料溫度升高，q減小，再沸器熱負(fù)荷下降2

提高操作壓力，相對(duì)揮發(fā)度減小，對(duì)分離不利；降低操作壓力，可提高相對(duì)揮發(fā)度，有利于分離，制冷能耗上升操作壓力選擇對(duì)于采用高品冷劑的塔更為重要，這些冷劑低于常溫，需要通過(guò)制冷獲得，故其成本較高。若能適當(dāng)提高壓力，使塔頂溫度升至40℃以上，采用冷卻水代替冷劑，則可使能耗下降。蒸汽的露點(diǎn)曲線4操作壓力3第八節(jié)特殊蒸餾

一些特殊混合物，如恒沸物、沸點(diǎn)相差很小的混合物，需要采用特殊的精餾過(guò)程。如恒沸精餾和萃取精餾。對(duì)于多種物質(zhì)混合在一起的多組分均相混合物，其分離過(guò)程則需要采用多組分精餾分離的方法。4恒沸蒸餾及萃取精餾有兩類(lèi)混合物在精餾過(guò)程中無(wú)法對(duì)組分進(jìn)行分離或能分離但分離十分困難。另一類(lèi)混合物是相對(duì)揮發(fā)度極小，要分離它，需要高的回流比及高的熱交換量，而且需要許多塔板。如乙醇－水混合物，當(dāng)達(dá)到96％質(zhì)量分率時(shí)，即達(dá)到恒沸點(diǎn)，此時(shí)精餾不再發(fā)生增濃作用。在xy曲線上平衡線與對(duì)角線相交。現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)有大量恒沸混合物。51.8.1恒沸精餾加入的物質(zhì)與混合物中一個(gè)或一個(gè)以上的組分形成恒沸混合物。

恒沸精餾可用于分離具有最低或最高恒沸點(diǎn)的溶液，也用于分離揮發(fā)度相近的物系。恒沸精餾的流程取決于第三組分與原組分所形成新恒沸液的性質(zhì)。6Yung約在1902年發(fā)現(xiàn)將苯加入乙醇－水混合物中形成三組分恒沸混合物，其摩爾組成為苯53.9%，乙醇22.8%，水23.3%，恒沸點(diǎn)為64.85oC。而原雙組分恒沸物的沸點(diǎn)為78oC（乙醇的摩爾含量為89％）。這種方法大大改變了恒沸點(diǎn)。分離的流程見(jiàn)左圖。7在精餾該恒沸物時(shí)，第一塔塔頂為三元恒沸物，塔底為幾乎純的乙醇。三元恒沸物被冷凝，并在分離器中分為兩個(gè)液相；富苯相作回流液，富水－乙醇相再用兩個(gè)塔分離，一個(gè)用于回收苯，另一個(gè)用于除水。8恒沸精餾對(duì)加入第三組分的要求1、能與被分離組分形成新的恒沸物，其恒沸點(diǎn)要比純組分的沸點(diǎn)低；2、新恒沸物中第三組分的含量越少越好；3、新恒沸物最好是非均相混合物，以便于分層分離；4、無(wú)毒，熱穩(wěn)定性好。91.8.2萃取精餾萃取精餾用于分離相對(duì)揮發(fā)度很小的混合物，如甲基環(huán)己烷和正庚烷，相對(duì)揮發(fā)度只有1.08。與恒沸精餾相似，加入第三組分以改變?cè)薪M分之間的相對(duì)揮發(fā)度。不同的是：要求第三組分的沸點(diǎn)較原混合物中任一組分沸點(diǎn)要高得多，而且不與原組分形成恒沸物。10當(dāng)在苯－環(huán)己烷溶液中加入第三組分糠醛后，其相對(duì)揮發(fā)度改變。不同的加入量，溶液相對(duì)揮發(fā)度的改變值見(jiàn)下表溶液中糠醛的mol%00.20.40.50.60.7相對(duì)揮發(fā)度0.981.381.862.072.362.7表明，第三組分加入量的多少對(duì)相對(duì)揮發(fā)度影響很大。11萃取精餾對(duì)加入第三組分的要求1、選擇性高，加入萃取劑后各組分相對(duì)揮發(fā)度發(fā)生顯著變化；2、揮發(fā)性小，不和原組分形成恒沸物；3、來(lái)源方便，價(jià)格便宜；4、無(wú)毒，熱穩(wěn)定性好。12常壓下用連續(xù)精餾塔分離含苯44％的苯一甲苯混合物。進(jìn)料為泡點(diǎn)液體，進(jìn)料流率取100kmol／h為計(jì)算基準(zhǔn)。要求餾出液中含苯不小于94％。釜液中含苯不大于8％（以上均為摩爾百分率）。設(shè)該物系為理想溶液．相對(duì)揮發(fā)度為2.47．塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流，選用的回流比為3。試計(jì)算精餾塔兩端產(chǎn)品的流率及所需的理論塔板數(shù)。由全塔物料衡算：F=W+DFxf=WxW+DxD

將已知值代入，可解得D＝41.86kmol/h,W=58.14kmol/h

精餾段操作方程為提餾段操作方程為

泡點(diǎn)液體進(jìn)料時(shí)q=1，故提餾段操作方程為13相平衡方程為對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料，xq=xF=0.4

設(shè)由塔頂開(kāi)始計(jì)算，第1塊板上升汽組成y1=xD=0.94x1由相平衡方程求得y2由精餾操作線方程求得如此逐級(jí)往下計(jì)算，可得NT=9(包釜）X2=0.7532（相平衡方程）14精餾塔具有一塊實(shí)際板，原料預(yù)熱至泡點(diǎn)，由塔頂連續(xù)加入，原料組成xf=0.2（摩爾分率，下同），塔頂易揮發(fā)組分回收率為80%，且塔頂組成xD=0.28，系統(tǒng)的平均相對(duì)揮發(fā)度α=2.5。假定塔內(nèi)汽、液摩爾流率恒定，塔釜可視為一塊理論板，試求該實(shí)際板的板效率。151617

此題復(fù)習(xí)率平衡線方程、回收率的概念、全塔物料衡算、板效率的計(jì)算等本題的難點(diǎn)：如何求x1和y1*？x1可以通過(guò)對(duì)第一板進(jìn)行物料衡算求得：Fx0+Dy2=Dy1+Fx1

也通過(guò)對(duì)第二板（加熱釜）進(jìn)行物料衡算求：

Fx1=Dy2+WxW18某混合物在一常壓連續(xù)精餾塔進(jìn)行分離.進(jìn)料中輕組分A含量為0.4(mol分率,下同)流量為100Kmol/h,要求塔頂餾出液中含A0.9,A的回收率不低于0.9.泡點(diǎn)進(jìn)料,取回流比為最小回流比的1.5倍,塔釜間接蒸汽加熱.且知系統(tǒng)的相對(duì)揮發(fā)度為α=2.5.試求塔頂產(chǎn)品量D,塔底產(chǎn)品量W及組成XW最小回流比精餾段和提餾段操作線方程操作時(shí),若第一塊板下降的液體中含苯0.8,求該板的汽相默弗里板效率Emv

19解、xf=0.4,F=100kmol/h,xD=0.9,η=0.9，R=1.5Rmin，

α=2.5，q=11）η=DXD/Fxf=D*0.9/100*0.4=0.9D=40kmol/hW=F-D=100-40=60kmol/hXW=(Fxf-DXD)/W=(100*0.4-40*0.9)/60=0.06672）Rmin/(1+Rmin)=(XD-yq)/(XD-Xq)q=1Xq=Xf=0.4yq=yq/(1+(α-1)xq)=0.625Rmin=1.222R=1.5×1.222=1.833

203）精餾操作線y=R/(1+R)+XD/(1+R)=1.833x/2.833=0.6470x+0.3177

提餾線操作線y=L'x/V'-Wxw/V'v=(1+R)D=2.833X40=113.32Kmol/hL=RD=73.32Kmol/hL'=L+qF=73.32+100=173.32Kmol/hV'=V=113.32Kmol/hy=1.5293x-0.03534）Emv1=(y1-y2)/(y'1-y2)y1=xD=0.09y'1=αx1/(1+(α-1)x1)=2.5x0.8/(1+1.5x0.8)=0.9091y2=0.6470x1+0.3177=0.8353Emv1=87.64%

211.精餾操作的分離依據(jù)為_(kāi)____________________________________。精餾與蒸鎦的區(qū)別在于________________________________。

2.設(shè)計(jì)求取精餾理論板時(shí)，以過(guò)兩操作線交點(diǎn)的那塊板作為最佳加料板位置時(shí)，所需理論板數(shù)最少,其原因是____________________。3.精餾塔操作時(shí),若操作從最佳位置上移二塊,則XD_