中南大学《化工原理》课件-第10章蒸馏精馏.pptx

《化工原理》电子教案/目录1目录 第十章 蒸馏 第一节 概述一、什么是蒸馏？ 二、蒸馏在工业生产中的应用三、蒸馏的分类第二节 二元物系的汽液相平衡一、理想物系的汽液相平衡二．非理想溶液的汽液相平衡第三节 蒸馏方式 一、简单蒸馏 二、平衡蒸馏 三、平衡级和精馏原理中南大学《化工原理》 《化工原理》电子教案/目录2目录第四节 二元连续精馏的分析与计算一、全塔物料衡算二、精、提馏段物料衡算三、理论塔板数N的计算四、塔板效率与实际塔板数五、回流比的影响及选用习题课六、理论板数的捷算法七、关于二元连续精馏的其它流程 1．塔顶设有分凝器 2．冷液回流 3．直接蒸汽加热流程 4．多股加料和侧线出料流程习题课 《化工原理》电子教案/目录3目录第四节 二元连续精馏的分析与计算八、精馏塔的热量衡算九、填料精馏塔的填料层高度第五节 其他精馏方式一．水蒸汽蒸馏二．间歇精馏三．特殊精馏四．反应精馏第六节 多元精馏第七节 吸收过程的塔板数第十章 小结 4/143第十章 蒸馏第一节 概述一、什么是蒸馏？二、蒸馏在工业生产中的应用获得高纯度产品；获得粗馏分。例如： 在酿酒业中饮料酒； 在石油炼制工业中，原油经蒸馏后制取汽油、煤油、柴油等产品； 利用各组分挥发度的差异将液体混合物加以分离的单元操作称为蒸馏。 5/143第一节 概述三、蒸馏的分类说明：画圈的就是本章要着重介绍的。返回目录 6/143第二节 二元物系的汽液相平衡二元物系汽液相平衡时，所涉及的变量有： 温度t、压力P、汽相组成y、液相组成x等4个。----独立变量只有2个， 例如：x(y)、P；x、t 7/143第二节 二元物系的汽液相平衡 具体函数关系还需实验测定。 其中，理想物系的函数关系式较为成熟。 8/143第二节 二元物系的汽液相平衡一、理想物系的汽液相平衡1、理想溶液 在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。在组分A、B组成的理想溶液中，则有： 只有物性和结构相似，且分子大小也相近的物系才符合拉乌尔定律，如苯－甲苯、甲醇－乙醇、烃类同系物组成的溶液等等。 ？ 9/143一、理想物系的汽液相平衡2、理想物系的汽液相平衡关系： 对理想物系，汽相满足：？ 10/143一、理想物系的汽液相平衡理想物系的t-x（y）相图： 杠杆原则： 力?力臂 = 常数即：液相量?L1=汽相量?L2量浓度差露点线一定在泡点线上方。Why?杠杆 11/143一、理想物系的汽液相平衡----相对挥发度 对理想物系，相对挥发度与温度关系不大，可近似认为与温度无关。-----理想物系的x-y相平衡关系转下页 12/143理想物系相平衡关系举例 对理想物系，相对挥发度与温度关系不大，可近似认为与温度无关。返回上页 13/143理想物系的 x-y 相图：因为y?x 说明：（2） ?越远离1，也就愈有利于蒸馏操作。（1）相平衡曲线必落在对角线的上方；Why？011----?越大，相平衡曲线偏离对角线愈远，表示达到汽液相平衡时汽、液两相组成的差异愈大。?大?小 14/1433、挥发度、相对挥发度相对挥发度显然对理想溶液，有：什么是挥发度？什么是相对挥发度？对于纯液体，可以用蒸汽压 p0 表示其挥发度?对于混合液中的某一组分i，挥发度?i 定义为: 显然对理想溶液，根据拉乌尔定律有： 15/1433、挥发度、相对挥发度一般地， ?随总压升高而降低正丁烷与正己烷混合物在不同压力下的汽液平衡图理想物系，?与温度可近似认为与温度无关。回忆：影响?的因素？体系温度非理想物系，?与温度有关。压力不同体系?差别很大。 16/143思考：若?＝1，相图如何画？能否用普通蒸馏方法提纯？?＝1A、B的挥发能力相同，即y＝x，故不能用普通蒸馏方法分离提纯。 17/143二．非理想溶液的汽液相平衡 分子间力的改变会引起溶液对拉乌尔定律的偏差，其中氢健的影响较大。水分子中的氢键尤其强。非理想溶液：与拉乌尔定律有偏差的溶液称为～。1、正偏差溶液 18/143二．非理想溶液的汽液相平衡t-xt-y极大正偏差溶液：有最低恒沸物 x＝0.895（摩尔分率） 乙醇 水 乙醇-水恒沸物 78.3℃ 100℃ 78.15℃ 19/143二．非理想溶液的汽液相平衡 2．负偏差溶液 20/143二．非理想溶液的汽液相平衡t-yt-x极大负偏差溶液：有最高恒沸物t-y 21/143二．非理想溶液的汽液相平衡非理想物系的相平衡关系方程仍可用式但 ? 不再是常数。例如：非理想物系的相平衡关系通常要由实验测定。 22/143第三节 蒸馏方式一、简单蒸馏1、流程及特点间隙、不稳定 分离