6-2 简单蒸馏

�
t-x-y相图表示简单蒸馏
t/℃
B t1 t0 0
. . L
x,y
y2
y2 .
A
馏分(微量) 馏分
y1 > x1
பைடு நூலகம்
x3 x2 x1
y1 1.0
y1
简单蒸馏的操作特点
1 — 2 —— 3 4 5 馏 馏 馏 馏 —
馏 残 液 进 料
馏
馏
简单蒸馏的应用
在规模不大的工厂作不精密的分离. 在规模不大的工厂作不精密的分离 处理组分间相对挥发度很大的混合物,如蒸馏发 处理组分间相对挥发度很大的混合物 如蒸馏发 酵液以得饮用酒,在中等的浓度时 乙醇-水体系 在中等的浓度时,乙醇 酵液以得饮用酒 在中等的浓度时 乙醇 水体系 有较大的相对挥发度. 有较大的相对挥发度. 作为回收的手段,如废溶剂的再生. 作为回收的手段,如废溶剂的再生. 作为精馏前的预处理, 作为精馏前的预处理,如煤焦油的粗分割 .
平衡蒸馏与简单蒸馏的比较
与简单蒸馏比较,在相同的温度时可产生较多的蒸气, 与简单蒸馏比较,在相同的温度时可产生较多的蒸气,换 言之,相对地可使蒸馏在较低的温度下进行. 言之,相对地可使蒸馏在较低的温度下进行.这对于高温 易分解的物料尤为重要.因此, 易分解的物料尤为重要.因此,石油炼制和石油化工中常采 用闪蒸馏,使原油或油品经过管式炉加热到指定温度, 用闪蒸馏,使原油或油品经过管式炉加热到指定温度,这 时原油成为蒸气-液体混合物,再导入精馏塔闪发, 时原油成为蒸气-液体混合物,再导入精馏塔闪发,之后进 行进一步的精馏分割. 行进一步的精馏分割.
上式也可以换算成:
ln n f ( A) n w ( A) = α ln n f ( B) nw ( B )
n f ( A), n f ( B ) 原始溶液中组分 A和B的物质的量 , mol .
nw ( A), nw ( B ) 馏残液中组分 A和B的物质的量 , mol .
平衡蒸馏(闪蒸馏) t-x-y相图表示平衡蒸馏(闪蒸馏)
简单蒸馏的计算
蒸馏过程的某一瞬间,物料衡算: 蒸馏过程的某一瞬间,物料衡算:
nx = (n dn)( x dx) + ydn
易挥发总量=馏残液中易挥发量+馏出液中易挥发量
n 瞬时蒸馏釜中混合液的物质的量,mol;
x 混合液中易挥发组分的摩尔分数;
dn 瞬间馏出的物质的量, mol ;
y 瞬间馏出液中易挥发组分的摩尔分数.
xf
xw
dx yx
质的量, mol ;
n ( F ) 蒸馏釜中初始混合液物
n(W ) 蒸馏结束时釜中残留混 合液物质的量, mol;
xw , x f 分别为初始和残留混合 液中易挥发组分的摩尔 分数.
需用图解积分法求解. 需用图解积分法求解.
馏出液的成分x 可从总物料衡算求得: 馏出液的成分 d可从总物料衡算求得:
. V
B
t/℃
t1
N
. .
O
M . A
溶液部分气化,溶液富 溶液部分气化, 集难挥发组分B 集难挥发组分B. 蒸气部分冷凝,蒸气富 蒸气部分冷凝, 集易挥发组分A. 集易挥发组分 .
0
x2
x1
x,y
y2
1.0
杠杆反比定律:蒸气量:溶液量= NO: 杠杆反比定律:蒸气量:溶液量=V:L= NO:OM 闪蒸馏的优点是可以在相对较低的温度下有较高的馏出率. 闪蒸馏的优点是可以在相对较低的温度下有较高的馏出率
xd =
当馏出液接近理想溶液
n ( F ) x f n (W ) x w n ( F ) n (W )
时,根据 y =
αx , 直接积分,得: 直接积分, 1 + (α 1 ) x
x f (1 xw ) 1 xw n( F ) 1 ln = ln[ ] + ln n(W ) α 1 xw (1 x f ) 1 x f
将上式展开,dndx为极小值,可忽略,整理得: 将上式展开, 为极小值,可忽略,整理得: 为极小值 dn dx = n yx
积分,当混合液的物质的量从 ( )变为n(W), 积分,当混合液的物质的量从n(F)变为 , 其组成从x 变为x 其组成从 f变为 w时,
n(F ) ln = n (W )
∫