連續(xù)精餾流程課件

連續(xù)精餾流程與物料運(yùn)行狀況

知識(shí)點(diǎn)編號(hào)：ZYKC20112902040502

連續(xù)精餾流程與物料運(yùn)行狀況知識(shí)點(diǎn)編號(hào)：ZYKC20112〖新課導(dǎo)入〗在《傳質(zhì)與分離》學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程中，已進(jìn)行“精餾裝置和精餾原理”的內(nèi)容學(xué)習(xí)。回顧1

生產(chǎn)中的精餾裝置系統(tǒng)一般都應(yīng)由精餾塔、塔頂冷凝器、塔底再沸器等相關(guān)設(shè)備組成，有時(shí)還要配原料預(yù)熱器、產(chǎn)品冷卻器、回流用泵等輔助設(shè)備。如圖1所示。圖1精餾裝置〖新課導(dǎo)入〗在《傳質(zhì)與分離》學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程中，已進(jìn)行“問(wèn)題1

在圖1所示的精餾裝置中，此操作方式是連續(xù)操作還是間歇操作？

回答——精餾過(guò)程可連續(xù)操作，也可間歇操作，圖1所示的精餾操作是連續(xù)精餾操作。圖1精餾裝置問(wèn)題1在圖1所示的精餾裝置中，此操作方式是連續(xù)操一、連續(xù)精餾流程〖新課展開(kāi)〗

圖2所示為典型的連續(xù)精餾裝置流程圖。問(wèn)題2

如圖2所示，連續(xù)精餾流程圖的主要設(shè)備是什么？回答——精餾塔。問(wèn)題3

精餾塔的主要功能是什么？回答——為氣、液兩相提供充分接觸的機(jī)會(huì)，使傳熱和傳質(zhì)過(guò)程迅速而有效地進(jìn)行，并且使接觸后的氣、液兩相及時(shí)分開(kāi)，互不夾帶。圖2連續(xù)精餾裝置與流程一、連續(xù)精餾流程〖新課展開(kāi)〗圖2所示為典型的連續(xù)精餾裝置流問(wèn)題4

根據(jù)圖2，試述連續(xù)精餾流程。回答——連續(xù)精餾裝置流程如圖2所示。以板式塔為例，原料液預(yù)熱至指定的溫度后連續(xù)地從進(jìn)料板加入精餾塔，液相部分與塔上部下降的液體匯合，然后逐板下流，最后流入塔底，部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海┻B續(xù)采出，其主要成分為難揮發(fā)組分，另一部分液體在再沸器中被加熱，產(chǎn)生蒸氣，蒸氣逐板上升，最后進(jìn)入塔頂冷凝器中，經(jīng)冷凝器中被全部冷凝為液體，并將一部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器降溫后被送出作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）連續(xù)采出，其主要成分為易揮發(fā)組分。一、連續(xù)精餾流程圖2連續(xù)精餾裝置與流程問(wèn)題4根據(jù)圖2，試述連續(xù)精餾流程。一、連續(xù)精餾流程圖2一、連續(xù)精餾流程例1

苯-甲苯溶液經(jīng)進(jìn)料板進(jìn)入精餾塔中，苯蒸氣從塔頂出來(lái)經(jīng)全凝器全部冷凝下來(lái)，一部分回流入塔，另一部分經(jīng)冷卻后作為塔頂產(chǎn)品不斷采出；甲苯從塔底出來(lái)一部分作為塔底產(chǎn)品連續(xù)采出，另一部分在再沸器中被加熱，產(chǎn)生甲苯蒸氣，逐板上升。問(wèn)題5

如圖2所示，全凝器的作用是什么？回答——將塔頂上升的蒸氣全部冷凝，以獲得液相產(chǎn)品及保證有適量的液相回流，從而使精餾能連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。問(wèn)題6

如圖2所示，再沸器的作用是什么？回答——提供一定量的上升蒸氣量，并提供精餾塔所需能量。圖2連續(xù)精餾裝置與流程一、連續(xù)精餾流程例1苯-甲苯溶液經(jīng)進(jìn)料板進(jìn)入精餾塔中，苯問(wèn)題7

如圖2所示，再沸器中的加熱介質(zhì)是什么？回答——由圖2可以看出，再沸器中的加熱介質(zhì)是水蒸汽。問(wèn)題8

判斷（1）全凝器就是冷卻器。()（2）在每層塔板上，回流液體與上升蒸氣互相接觸，進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)。()一、連續(xù)精餾流程在化工生產(chǎn)中，雖然以連續(xù)精餾為主，但是對(duì)某些場(chǎng)合采用間歇精餾操作為宜，在下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)中將進(jìn)一步說(shuō)明。〖新課展開(kāi)〗圖2連續(xù)精餾裝置與流程問(wèn)題7如圖2所示，再沸器中的加熱介質(zhì)是什么？一、連續(xù)精餾二、精餾塔內(nèi)物料運(yùn)行狀況〖新課展開(kāi)〗精餾塔內(nèi)以塔板作為氣、液兩相接觸傳質(zhì)的基本構(gòu)件。圖3所示的為篩板塔中任意第n塊板上氣液兩相的操作情況。例2

如圖3所示，塔板上開(kāi)有許多小孔，由下一層板（即n+1層板）上升的蒸氣通過(guò)板上小孔上升，而上一層板（即n-1層板）上的液體通過(guò)溢流管下降至第n層板上，在第n層板上氣液兩相密切接觸，進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)。圖3篩板塔的操作情況二、精餾塔內(nèi)物料運(yùn)行狀況〖新課展開(kāi)〗精餾塔內(nèi)以塔板作為氣、液二、精餾塔內(nèi)物料運(yùn)行狀況〖新課展開(kāi)〗設(shè)進(jìn)入第n層板上的氣相濃度和溫度分別為yn+1和tn+1，液相的濃度和溫度分別為xn-1和tn-1，二者互相不平衡，tn+1＞tn-1，液相中的濃度xn-1大于與yn+1成平衡的液相濃度xn+1*。當(dāng)組成為yn+1的氣相與組成為xn-1的液相在第n層板上接觸時(shí)，由于存在溫度差和濃度差，氣相就要部分冷凝，使其中部分難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相中；而氣相部分冷凝時(shí)放出之潛熱就傳給液相，使液相部分氣化，其中部分易揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入氣相中。在第n層板上同時(shí)進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)過(guò)程。圖3篩板塔的操作情況二、精餾塔內(nèi)物料運(yùn)行狀況〖新課展開(kāi)〗設(shè)進(jìn)入第n層板上的氣相濃二、精餾塔內(nèi)物料運(yùn)行狀況〖新課展開(kāi)〗問(wèn)題9

上述第n層板上傳熱和傳質(zhì)的總結(jié)果是什么？回答——使離開(kāi)第n層板的液相中易揮發(fā)組分較入該板時(shí)降低，而離開(kāi)第n層板的氣相中易揮發(fā)組分濃度又較進(jìn)入該板時(shí)增高，即yn＞yn+1；xn＜xn-1。問(wèn)題10yn＞yn+1；xn＜xn-1說(shuō)明什么？回答——yn＞yn+1說(shuō)明氣相中易揮發(fā)組分濃度得到一次增加；xn＜xn-1說(shuō)明液相中難揮發(fā)組分濃度得到一次增加。圖3篩板塔的操作情況二、精餾塔內(nèi)物料運(yùn)行狀況〖新課展開(kāi)〗問(wèn)題9上述第n層板上二、精餾塔內(nèi)物料運(yùn)行狀況〖新課展開(kāi)〗問(wèn)題11

圖3中相鄰三塊塔板的氣液相組成大小關(guān)系怎樣？回答——yn-1＞yn＞yn+1；xn+1＜xn＜xn-1。問(wèn)題12

圖3中相鄰三塊塔板的溫度大小關(guān)系怎樣？回答——tn-1＜tn＜tn+1。精餾塔內(nèi)多塊塔板傳熱和傳質(zhì)的總結(jié)果，使得塔頂可得較純的易揮發(fā)組分，塔底可得較純的難揮發(fā)組分。圖3篩板塔的操作情況二、精餾塔內(nèi)物料運(yùn)行狀況〖新課展開(kāi)〗問(wèn)題11圖3中相鄰三三、進(jìn)料板上物料傳質(zhì)過(guò)程〖新課展開(kāi)〗在生產(chǎn)過(guò)程中，加入精餾塔的原料液有五種不同的熱狀況，受不同進(jìn)料熱狀況的影響，使從進(jìn)料板上上升的蒸氣量及下降的流體量發(fā)生變化。問(wèn)題13

原料液有哪五種進(jìn)料熱狀況？回答——原料液有以下五種進(jìn)料狀況：冷液體、飽和液體、氣液混合物、飽和蒸氣和過(guò)熱蒸氣。三、進(jìn)料板上物料傳質(zhì)過(guò)程〖新課展開(kāi)〗在生產(chǎn)過(guò)程中，加入精餾塔三、進(jìn)料板上物料傳質(zhì)過(guò)程〖新課展開(kāi)〗問(wèn)題14

原料液從進(jìn)料板加入后在精餾塔內(nèi)如何流動(dòng)呢？回答——原料液從進(jìn)料板加入后，液相部分與精餾段下降的流體匯合后進(jìn)入提餾段，逐板下降，最后從塔底排出；蒸氣部分則與提餾段上升的蒸氣匯合后進(jìn)入精餾段，逐板上升，最后從塔頂排出。例3

氣液混合物進(jìn)料時(shí)，其液相部分與精餾段下降的流體一起逐板向下流動(dòng)；其氣相部分與提餾段上升的蒸氣一起逐板向上流動(dòng)。問(wèn)題15

在進(jìn)料板上有沒(méi)有傳熱和傳質(zhì)過(guò)程呢？回答——與精餾塔內(nèi)每塊塔板相似，進(jìn)料板上同時(shí)進(jìn)行著傳熱和傳質(zhì)的雙重過(guò)程。三、進(jìn)料板上物料傳質(zhì)過(guò)程〖新課展開(kāi)〗問(wèn)題14原料液從進(jìn)料〖課堂鞏固

〗練習(xí)1

圖4所示的是一連續(xù)精餾流程，圖中所標(biāo)示的7個(gè)設(shè)備名稱是什么？并簡(jiǎn)述其流程。練習(xí)2

以精餾塔內(nèi)某塊塔板為例，試述精餾塔內(nèi)物料在塔板上的操作情況。圖4連續(xù)精餾流程〖課堂鞏固〗練習(xí)1圖4所示的是一連續(xù)精餾流程，圖中所標(biāo)〖課堂小結(jié)

〗1.連續(xù)精餾流程的主要設(shè)備是精餾塔，此外塔頂冷凝器和塔底再沸器等；2.精餾塔的基本功能是為氣、液兩相提供充分接觸的機(jī)會(huì)，使傳熱和傳質(zhì)過(guò)程迅速而有效地進(jìn)行，并且使接觸后的氣、液兩相及時(shí)分開(kāi)，互不夾帶；3.塔頂冷凝器的作用是提供塔頂液相產(chǎn)品并保證有適當(dāng)?shù)囊合嗷亓鳎?.塔底再沸器的作用是提供一定流量的上升蒸氣流，并提供精餾塔所需能量；5.連續(xù)精餾過(guò)程原料液源源不斷地從進(jìn)料板進(jìn)入，連續(xù)地從塔頂和塔底采出產(chǎn)品；6.在精餾塔內(nèi)以塔板作為氣、液兩相接觸傳質(zhì)的基本構(gòu)件；7.在每層板上氣液兩相密切接觸，進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)，使離開(kāi)該板的液相中易揮發(fā)組分較入該板時(shí)降低，而離開(kāi)該板的氣相中易揮發(fā)組分濃度又較進(jìn)入該板時(shí)增高，氣相中易揮發(fā)組分濃度得到一次增加，液相中難揮發(fā)組分濃度得到一次增加；8.原料液從進(jìn)料板加入后，其液相部分與精餾段下降的流體匯合后逐板向下流動(dòng)，其氣相部分與提餾段上升的蒸氣匯合后逐板向上流動(dòng)；與精餾塔內(nèi)任何一塊塔板相似，在進(jìn)料板上同時(shí)進(jìn)行著傳熱和傳質(zhì)的雙重過(guò)程。

〖課堂小結(jié)〗1.連續(xù)精餾流程的主要設(shè)備是精餾塔，此外塔頂〖作業(yè)布置

〗1.單項(xiàng)選擇(1)冷凝器的作用是提供

產(chǎn)品及保證有適宜的液相回流。選擇()A.塔頂氣相B.塔頂液相C.塔底氣相D.塔底液相(2)精餾