化工原理蒸馏精馏知识要点
化工原理精馏
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第一节 概述
2)闪蒸 是一种单极的平衡操作,连续或间歇、稳定的。
➢ 混合液经加热器升温后液体温度高于分液器压强 下的液体沸点,然后通过减压阀使其降压后进入 分离器中,这时过热的液体混合物即被部分气化, 平衡的气液两相在分离器中得到分离,将分离器 又称为闪蒸罐(塔)
例如:高压锅,冷却后才可以打开
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第一节 概述
1 、定义 ( 2 )蒸馏:利用液体混合物中各组分挥发性的差异
而将组分分离的传质过程。为一次部分 气化分离混合物; ( 3 )精馏:多次部分汽化,多次部分冷凝。 用浓度表示组分的变化。
易挥发组分:沸点低的组分,用A表示,yA,xA 难挥发组分:沸点高的组分,用B表示,yB,xB y与x的关系无法确定,通常达到平衡时关系才确定
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第一节 概述
恒沸精馏——工业酒精的提纯,加入夹带剂苯, 形成三元非均相恒沸液;
5)蒸发与蒸馏的区别 蒸发——A组分挥发,B组分不挥发,供热就分离; 蒸馏——A,B均挥发,存在一个平衡关系!
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第二节 两组分溶液的气液平衡
1-2-1 两组分理想物系的气液平衡
➢当外压不太高时,平衡的气相可视为理想气体,
遵循道尔顿分压定律,即
P P A P BP A 0x P B 0(1 x)
x
P PB0 PA0 PB0
—— 由拉乌尔定律表示的气液平衡关系
yAP PAP PA0xAP PA0 P PA0P PB0B0
yA KAxA
——K 为相平衡常数,并非常数,随温度而变。
于是,经过多次部分汽化和部分冷凝,最后在塔顶 得到高纯度的轻组分,而在塔底获得高纯度的重组
化工原理蒸馏培训课件
化工原理蒸馏培训课件一、蒸馏的基本原理蒸馏是一种常用的分离技术,广泛应用于化工领域。
其基本原理是利用液体的沸点差异,在加热的作用下将混合物中不同沸点的组分分别蒸发和凝结,以实现组分的分离。
在化工生产中,蒸馏通常用于从混合物中提取所需组分,去除杂质或回收溶剂等目的。
二、理想蒸馏和精馏1. 理想蒸馏理想蒸馏是指在无限理论塔板的情况下进行的蒸馏过程。
在理想蒸馏中,混合物在蒸发和凝结过程中可视为处于平衡状态,而且不发生任何物质的扩散和混合。
实际上,理想蒸馏是无法实现的,但它为我们理解蒸馏过程提供了一个很好的模型。
2. 精馏精馏是在实际工业生产中常用的一种蒸馏方法。
在精馏过程中,通过设计和优化塔板的结构和操作条件,以增加蒸发和凝结的效果,使得混合物能够在塔板之间进行多次蒸馏、凝结和液相循环,从而实现更好的分离效果。
三、蒸馏塔的结构和工作原理蒸馏塔是蒸馏过程中最常用的设备之一。
其基本结构包括进料管、塔板、塔板间隔板、冷凝管和顶部和底部的收集器。
蒸馏塔的工作原理是将混合物从塔底加热,将蒸发气体和液相分离,然后通过塔板和间隔板的作用,在各塔板之间进行多次蒸馏和凝结,最后从顶部收集纯净组分。
四、蒸发和凝结的影响因素蒸馏过程中,蒸发和凝结过程的效果直接影响着分离效果和产品纯度。
以下是影响蒸发和凝结的几个主要因素:1. 温度温度是影响蒸发和凝结的关键因素。
通过调节加热温度和冷却温度,可以控制蒸发和凝结的速率和效果,从而实现理想的分离效果。
2. 压力压力对蒸发和凝结的影响与温度相似。
通过调节系统的压力,可以改变组分的沸点和凝结点,从而影响蒸发和凝结的过程和效果。
3. 塔板结构塔板的结构和设计对蒸发和凝结过程有着重要影响。
合理设计的塔板可以提高传质效率,增加蒸发和凝结的表面积,进而提高分离效果。
4. 入料速度和塔底温度入料速度和塔底温度会影响塔内液相的循环和分布。
合理控制入料速度和塔底温度可以提高蒸发效果,减少不良组分的凝结。
化工原理 ---精馏
6.3 双组分连续精馏塔的计 算6.3.1 全塔物料衡算
V
总物料:
F=D+W
易挥发组分:
F xF=D xD+W xw
原料液
F , xF , IF
应用见P263例7-1
L’
精品课件
15
馏出液 L D , xD , ID
V’ 釜残液 W , xW , IW
16
6.3 双组分连续精馏塔的计 算
33
6.3 双组分连续精馏塔的计 说算明:
1 ) NT是指精馏塔所需的理论塔板数,其数值 必须指明是否包括塔釜在内(塔釜也相当于一块理论 塔板)。
2)由教材P270 例 7-7可知,进料热状况不同,
所需 NT及进料板位置均不同。
3)随着进料的 q值逐渐减小,精馏塔所需的 NT是逐渐增加的。
4)直接蒸气加热与间接蒸气加热的区别主要体
yn
13
6.2 精馏原理
有回流的多次部分汽化、冷凝
xD xF
✓具有不同挥发度的组分
所组成的混合液,经多次 进行部分气化和部分冷凝, 使其分离成几乎纯态组分 的过程。
✓实现的 条件:
回流; 塔釜产生的蒸汽
xw
精品课件
14
6.3 双组分连续精馏塔的计 算
涉及的主要问题:
全塔物料衡算、恒摩尔流假设、操作线 方程 、q线方程、(最小)回流比 、适宜回流 比 、(最少)理论塔板数、全塔效率、实际塔板 数
凝
t
y1>xF>x1
y1——加热原料液时产 生的第一个 气泡的组
成。
x1——经过一次气化后 原料剩下的液体的组成。
P=定值
D C B
A
精馏和蒸馏的区别化工原理是什么
精馏和蒸馏的区别化工原理是什么
精馏和蒸馏是化工领域中常用的分离技术,它们在提纯液体混合物中起着重要
作用。
尽管它们都涉及到液体的汽化和凝结过程,但在原理和应用上有一些显著的区别。
精馏的原理
精馏是一种利用液体混合物中不同成分的沸点差异进行分离的方法。
在精馏过
程中,液体混合物首先被加热至沸点,使其中的成分逐渐汽化。
然后,由于不同成分的沸点不同,会使得汽化的成分在蒸汽相中相对富集。
接着,蒸汽会通过冷凝器进行冷却,形成液态的产品。
这样,原液体混合物中的不同组分就得以分离。
蒸馏的原理
蒸馏也是利用沸点差异进行分离的方法,但与精馏不同的是,蒸馏通常用于分
离液体与固体之间或两种液体之间的混合物。
在蒸馏过程中,混合物被加热至使得其中一个组分汽化,然后该蒸汽在冷凝器中冷却,形成纯净的产品。
区别和应用
综上所述,精馏和蒸馏的区别在于精馏通常用于液体混合物的分离,而蒸馏则
主要用于液体与固体或两种液体间的分离。
精馏更多地侧重于液体混合物中不同沸点组分的分离,而蒸馏则更多地用于提纯混合物中液态部分。
在化工生产中,精馏常用于石油精制、酒精提纯等方面,而蒸馏则常用于药物提取、酒类酿造等过程中。
在实际应用中,了解精馏和蒸馏的原理对正确选择合适的分离方法至关重要。
相信通过对精馏和蒸馏原理的了解,我们可以更好地运用这两种方法进行化工分离过程,实现产品的高效提纯。
以上就是精馏和蒸馏的区别化工原理的相关内容,希望本文对您有所帮助。
化工原理精馏知识点总结
化工原理精馏知识点总结一、精馏原理概述精馏是一种通过升华和凝华的方法来分离液体混合物组分的技术,通过升华和凝华的过程可以使组分分离,最终获得纯净的组分产品。
精馏是一种重要的分离技术,在化工生产中得到广泛应用。
精馏的基本原理是依靠物质的汽化、冷凝和重新汽化等过程来实现组分的分离。
混合物在加热后,其中的易挥发成分首先汽化,形成蒸汽,然后在冷凝器中冷凝成液体,从而获得纯净的组分。
通过将蒸汽重新加热、汽化和冷凝,可以进行多次分离,提高分离效果。
二、精馏塔结构和工作原理1. 精馏塔结构精馏塔是进行精馏操作的设备,其结构一般由一种或多种填料、提升子、冷凝器和再沸器等组成。
填料是用来增大塔内表面积和混合物与液体之间的接触面积,提升子是用来提高温度场,从而使混合物更容易汽化。
冷凝器则是用来将蒸汽冷凝成液体,再沸器是用来将再次汽化的液体加热成蒸汽。
2. 精馏塔工作原理精馏塔是通过在填料层内和填料层与液体流动层之间的传质作用实现气液两相的接触混合。
填料层利用填料表面积大、气液接触面积大和液膜传质效果高的特点,以实现气液两相的有效滞留和有效接触,从而提高气相和液相之间的传递速率。
从而实现混合物组分的分离。
三、精馏操作过程及控制方法1. 精馏操作过程(1)进料进料是指将需要分离的混合物输入到精馏塔中。
进料的温度、压力和流量等参数对分馏操作的影响很大,需要注意调节。
(2)加热加热是将混合物中易挥发成分加热至其汽化温度的过程。
通常使用蒸汽加热或电加热等方式来进行加热。
(3)蒸馏蒸馏是指将加热后的混合物通过精馏塔,在填料层内和填料层与液体流动层之间进行传质过程,以实现组分的蒸发和再凝结的过程。
(4)冷凝冷凝是指将产生的蒸汽通过冷凝器使之冷却成液体,从而得到纯净的组分。
冷凝器通常采用水冷或风冷等方式来进行冷却。
2. 精馏操作控制方法(1)温度控制保持适当的加热温度是进行精馏操作的关键,通过合理控制加热温度,可以使易挥发组分蒸发,而留下不易挥发组分。
化工原理09--蒸馏
层 塔 板上 上层 升塔 蒸板 汽下 的降 组液 成体 间的 的组 关成 系和 下
操 作 线 方 程 的 物 理 意 义 :
提馏段操作线方程
31
一精馏塔用于分离乙苯-苯乙烯混合物,进料量 3100kg/h,其中乙苯的质量分率为0.6,塔顶、底 产品中乙苯的质量分率分别要求为0.95、0.25。 求塔顶、底产品的质量流量、摩尔流量。
1、保持回馏比恒定 根据精馏段的操作线 方程,其斜率不变。
斜率 =R/R+1
xwe
xw1
xde
xd1
2、保持馏出液组成恒定
因回流比不断增大, 精馏段操作线的截 距不断减小。
63
xwe xw1
xd
第六节
特殊精馏
一、水蒸气蒸馏:
用于易分解而与水又 不互溶,或要求分离 压力不易达到的体系。 d 在分离的气相: P=pA+pw f
47
48
3、逐板计算法求理论塔板数:
平衡关系: y=x/(1+( -1)x),x=y/(y+ (1-y))
精馏段操作线方程: y=Rx/(R+1)+xD/(R+1)
提馏段操作线方程: y=L’x/(L’-W)+L’xW/(L’-W)
反复使用平衡关系和操作线关系即可求得理论塔板数
y1=xD 平衡关系 精馏段操作线方程 y’1 提馏段操作线方程 y2 x1 x2
组成量的关系满足 杠杆定律。
17
简单蒸馏的计算: 蒸馏釜的生产能力,根据热负荷 和传热能力 计算。 馏出液、残液的浓度与馏出量(或残留量) 之间的关系。
物料衡算 相平衡关系
18
三、简单蒸馏的计算: 在釜内某一瞬时,液体量为W,经微分时间dt 后,残液量为(W-dW),液相组成由x降为 (x-dx),气相组成为y。 对dt时间作易挥发组分的物料衡算: Wx=(W-dW)(x-dx)+ydW dW = dx W y-x 积分限为W=W1,x=x1;W=W2,x=x2, 1、溶液为理想溶液,得: lnW1/W2 =[1/(-1)] ln[x1(1-x2)/x2(1-x1)]+ln[1-x2/1-x1] 由:x1=A1/W1, x2=A2/W2 得:A1/A2=(B1/B2) W1=A1+B1,W2=A2+B2
化工原理精馏汇总
3. 精馏原理
上述平衡蒸馏和简单蒸馏都是单级分离过程,即对混合液 进行一次部分汽化,使混合液达到部分分离。 而精馏是一种多级分离过程,即同时进行多次部分汽化和 部分冷凝的过程,可使混合液得到几乎完全的分离。精馏可视为 由多次蒸馏演变而来。此外,混合液中组分间挥发度差异是精馏
分离的前提和依据。
3.精馏原理
纯组分 饱和蒸汽压与温度的关系,用安托因(Antoine)方程表示:
log p 0 A B t C
A、B、C 为安托因常数,可由相关的手册查到。
6.1 双组分溶液的气液相平衡关系
当汽相为理想气体时
0 pA pA xA yA P P
0 P pB xA 0 0 p A pB
1.2.2汽液平衡相图:x-y 图
x-y 图代表在总压一定下,液相组成和与之成平衡的汽相组成的关系。
x-y 图可通过 T-x(y) 图作出,图中对角线 (y=x) 为一参考线。 大多数溶液,两相平衡时,y 总是大于 x,平衡线位于对角线上方。 平衡线偏离对角线越远,该溶液越易分离。
1.3 汽液平衡关系式的表示方法 汽液两相平衡组成常用相平衡常数 K 或相对挥发 的关系式来表达。 1.3.1相平衡常数 Ki 表示 i 组分的相平衡常数,其定义为
冷凝器
y
原料液 蒸气
x
xD1 xD2 xD3
分批加入蒸馏釜的原料液持续加热沸腾汽化,产生的蒸汽由釜顶连续 引入冷凝器得馏出液产品。釜内任一时刻的汽液两相组成互成平衡。
6.2 平衡蒸馏与简单蒸馏
t/C
露点线
泡点线
0
xA
xf x(y)
yA
1.0
任一时刻,易挥发组分在蒸汽中的含量 y 始终大于剩余在釜内的液 相中的含量 x,釜内易挥发组分含量 x 由原料的初始组成 xF-沿泡点 线不断下降直至终止蒸馏时组成 xE,釜内溶液的沸点温度不断升高 ,蒸汽相组成 y 也随之沿露点线不断降低。
(化工原理)精馏原理
精馏的原理和过程
原理
基于物质的沸点不同,通过加热和冷凝的方法,将不同沸点的物 质分离出来。
过程
将液体混合物加热至沸腾,产生的蒸汽在冷凝器中冷凝,再通过 回流装置将冷凝液返回精馏塔中,重复进行加热和冷凝的过程, 直至达到分离目的。
操作温度应根据进料组成 和产品要求进行选择,以
实现最佳分离效果。
操作压力应根据进料组成 和产品要求进行选择,以
实现最佳分离效果。
操作条件的优化
实验法
通过实验方法测定不同操作条件下的分离效果,找 出最优的操作条件。
模拟法
利用计算机模拟软件对精馏过程进行模拟,通过优 化算法找出最优的操作条件。
经济分析法
石油化工原料的制备
通过精馏技术可以制备石油化 工原料,如乙烯、丙烯等,这 些原料是生产塑料、合成橡胶 等材料的重要基础。
精馏在其他领域的应用
01
02
03
食品工业
精馏技术可用于食品工业 中,如分离果汁中的果糖 和乙醇饮料中的酒精等。
制药工业
精馏技术可用于药品的生 产和提纯,如分离抗生素、 维生素等。
精馏的分类
02
01
03
根据操作方式的不同,精馏可以分为连续精馏和间歇 精馏。
根据进料位置的不同,精馏可以分为侧线精馏、塔顶 精馏和塔底精馏。
根据操作压力的不同,精馏可以分为常压精馏、加压 精馏和减压精馏。
02
精馏塔的构造和工作原理
精馏塔的结构
塔体
进料板
塔板
溢流管
冷凝器
精馏塔的主要部分,用于 容纳待分离的液体混合物 和进行传热传质过程。
化工原理 第六章 蒸馏
相同时进行多次部分冷凝和部分汽
化。 精馏条件:塔顶的液体回流和塔 釜的产生的蒸汽回流。
29
t P=定值 t1
t P=定值 t1 t2 t3 1 2 3
xW x1
xF
y1
yF
x(y)
x1
x2 xF x3 y1
y2 y3 x(y)
图6-10 一次部分气化的图
图6-11 多次部分气化和冷凝的示意图
30
V HF 加料板F L’ hF V’ H F+1
L' L q F
L L q F
'
F L V ' V L'
V ' V (q 1)F
41
V F L V F L V (1-q)F F qF L L’ 汽液混合进料
V =V (1 q)F
V’
V’
L’ 冷液进料
p p xA p
0 A 0 B
0 A
0 B
0 B
0 P pB xA 0 0 p A pB
xB 1 x A
——泡点方程
若平衡的气相为理想气体,可用道尔顿分压定律:
0 pA pA yA x P P
yB 1 y A
——汽液两相平衡组成间的关系
0 0 0 pA pA p pB f A (t ) p f B (t ) —露点方程 yA xA 0 0 p p pA pB p f A (t ) f B (t )
3
传质过程或分离操作:物质在相间的转移过程。
蒸馏:将液体混合物部分气化,利用各组分的挥发 度不同的性质以实现分离目的的操作。
易挥发组分(轻组份):沸点低的组分 难挥发组分(重组份):沸点高的组分
化工原理蒸馏总结
化工原理蒸馏总结蒸馏是一种重要的化工分离技术,常常用于分离和纯化液体混合物中的组分。
在蒸馏过程中,混合物被加热,其中的组分以不同的速率蒸发并被收集。
本文将介绍蒸馏原理、种类、装置和操作技术。
一、蒸馏原理蒸馏原理是利用混合物中各组分的沸点差异进行分离。
具体而言,将混合物加热至其中一个或多个组分沸点时,该组分开始蒸发并进入凝集器,在凝集器内冷却后形成液体,蒸发过程通常在分馏塔中进行。
分馏塔通常采用返流方式,即收集在凝集器中的液体会回流至塔底,从而使组分蒸发和凝结的过程反复进行,提高分离效率和纯度。
二、蒸馏种类1.简单蒸馏:只有一次加热和凝结,适用于沸点差异较大的混合物。
简单蒸馏最常用于实验室中的小规模分离。
2.分批蒸馏:混合物被分成若干批加热,每一次仅收集沸点范围为数度的组分,适用于沸点接近或相同的混合物分离。
3.连续蒸馏:在分馏塔中设置多个板,将原液缓慢注入至塔顶,组分随着升降器在板面上不断地蒸发和凝结,最后被分离收集。
三、蒸馏装置1.简单蒸馏装置:包括加热器、蒸发瓶、冷却器和收集瓶。
3.连续蒸馏装置:包括塔体、加热炉、进料装置、平衡器、返流器、凝结器和收集器。
四、蒸馏操作技术1.操作前应根据混合物的性质和成分选择合适的分离方式、设备和操作条件,并检查设备的密封性能和安全装置。
2.加热速度应适宜,避免组分的猝发和塔内液面过高。
3.控制返流比,根据需要和塔板数调整返流量。
4.操作中应保持塔内压力稳定,以免影响组分蒸发和凝结速率。
5.根据需要调整塔的加热区温度,以提高蒸发速率和分馏效率。
总之,蒸馏是一种基本的化工分离技术,可以有效地分离有机混合物、水和溶剂等液体混合物中的组分,并可用于大规模产业生产和实验室小试。
因此,蒸馏技术的掌握是化工工作者必备的专业技能之一。
蒸馏知识点总结简短
蒸馏知识点总结简短一、蒸馏的原理蒸馏的原理是利用不同物质在相同温度下的饱和蒸汽压不同,从而使其在加热的过程中发生沸腾,然后再将沸腾过程中升腾的蒸气冷凝成液体,从而实现物质的分离。
蒸馏液体沸点低的物质优先挥发并冷凝成液体,沸点高的物质后挥发并冷凝成液体,从而实现混合物的分离。
二、蒸馏的分类1. 简单蒸馏简单蒸馏是指只进行一次蒸馏过程来分离混合物中的成分。
一般适用于沸点差异较大的物质。
2. 精馏精馏是指通过多次蒸馏来逐步分离混合物中的成分,一般适用于沸点差异较小的物质。
三、蒸馏设备1. 常见的蒸馏设备有蒸馏瓶、冷凝器、接球、加热设备等。
2. 蒸馏瓶蒸馏瓶是用来容纳混合物的容器,通常是一个长颈瓶,瓶口上有磁铁搅拌器以保持混合物的均匀性。
3. 冷凝器冷凝器是用来冷凝蒸汽成液体的设备,通常是一个玻璃管或金属管,外部环绕着冷却水。
4. 加热设备加热设备通常是电炉或酒精灯,用来提供热源来使混合物沸腾产生蒸汽。
四、蒸馏的应用1. 化工领域蒸馏广泛应用于化工领域,例如精制石油、分离石油化工产品等。
2. 制药领域蒸馏在制药生产中用来分离原料药、精制药物等,具有重要的意义。
3. 食品加工领域蒸馏用于酿酒、生产酒精、提取香精等,在食品加工领域也有重要应用。
五、蒸馏的优缺点1. 优点蒸馏能够快速有效地分离混合物中的成分,分离效果好,操作简单。
2. 缺点蒸馏需要消耗大量的能源,设备成本较高,同时对分离物质的沸点差异要求较高。
总之,蒸馏作为一种重要的物质分离技术,在化工、制药、食品等领域有着广泛的应用。
随着科学技术的不断进步,蒸馏技术也在不断完善,将会为相关行业带来更多的好处。
化工原理蒸馏
第六章蒸馏蒸馏定义:蒸馏分类:易挥发组分难挥发组分有回流蒸馏(精馏)无回流蒸馏:简单蒸馏(间歇操作)平衡蒸馏(连续操作)特殊蒸馏:萃取蒸馏、恒沸蒸馏按操作压力可分为加压、常压和减压蒸馏两组分精馏和多组分精馏第一节双组分溶液的气液相平衡一、溶液的蒸汽压与拉乌尔定律纯组分的蒸汽压与温度的关系:拉乌尔定律:在一定温度下,理想溶液上方气相中任意组分的分压等于纯组分在该温度下的饱和蒸气压与它在溶液中的摩尔分数的乘积。
p=p A0x AA(6-2)p=p B0x B=p B0(1-Bx) (6-3)A式中p A、p B——溶液上方A,B组分的平衡分压,Pa;p0——在溶液温度下纯组成的饱和蒸汽压,随温度而变,其值可用安托尼(Antoine)公式计算或由相关手册查得,Pa;x、x B——溶液中A,B组分的摩尔分数。
A二、理想溶液气液平衡(一)t-y-x图1.沸点-组成图(t- x- y图)(1)结构以常压下苯-甲苯混合液t- x- y图为例,纵坐标为温度t,横坐标为液相组成x A和汽相组成y A(x,y均指易挥发组分的摩尔分数)。
下曲线表示平衡时液相组成与温度的关系,称为液相线,上曲线表示平衡时汽相组成与温度的关系,称为汽相线。
两条曲线将整个t- x- y图分成三个区域,液相线以下称为液相区。
汽相线以上代表过热蒸汽区。
被两曲线包围的部分为汽液共存区。
t- x- y图数据通常由实验测得。
对于理想溶液,可用露点、泡点方程计算。
(2)应用在恒定总压下,组成为x,温度为t1(图中的点A)的混合液升温至t2(点J)时,溶液开始沸腾,产生第一个汽泡,相应的温度t2称为泡点,产生的第一个气泡组成为y1(点C)。
同样,组成为y、温度为t4(点B)的过热蒸汽冷却至温度t3(点H)时,混合气体开始冷凝产生第一滴液滴,相应的温度t3称为露点,凝结出第一个液滴的组成为x1(点Q)。
F、E两点为纯苯和纯甲苯的沸点。
图苯-甲苯物系的t- x- y图图苯-甲苯物系的y- x图应用t- x- y图,可以求取任一沸点的气液相平衡组成。
化工原理6蒸馏
化工原理6蒸馏1. 简介蒸馏是一种常用的分离技术,特别适用于液体混合物的分离。
在化工工业中,蒸馏被广泛应用于石油炼制、化学品生产、药品制造等领域。
本文将介绍蒸馏的原理、工艺和常见设备。
2. 蒸馏的原理蒸馏的原理基于不同物质的沸点不同。
蒸馏过程中,液体混合物被加热至其中物质的沸点,使其蒸发,并在蒸馏塔内上升。
然后,蒸汽与冷凝器中的冷却介质接触,将蒸汽重新变为液体,实现分离。
较挥发性的物质将优先蒸发,而较不挥发性的物质较晚蒸发。
3. 蒸馏的工艺蒸馏的工艺包括以下几个步骤:3.1 加热液体混合物首先,将液体混合物加热至其中物质的沸点。
加热可以使用多种方式,如蒸汽加热、火焰加热或电加热。
3.2 蒸发当液体混合物被加热至其中物质的沸点时,液体开始蒸发,生成蒸汽。
蒸汽随后在蒸馏塔内上升。
3.3 冷凝蒸汽在蒸馏塔顶部进入冷凝器,与冷凝介质接触,冷凝成液体。
冷凝过程中,将产生副产物和所需产品。
3.4 分离通过不同组分的沸点差异,液体混合物在冷凝过程中实现分离。
较挥发性的物质先冷凝,较不挥发性的物质则较晚冷凝。
3.5 收集产品经过分离后,所需产品被收集。
副产物通常会单独收集和处理。
4. 蒸馏设备蒸馏设备是实现蒸馏过程的关键。
常见的蒸馏设备包括以下几种:4.1 蒸馏塔蒸馏塔是蒸馏过程中最重要的设备之一。
它通常由一个筒体和多个板或填料组成。
液体混合物从塔底部进入,通过逐个板或填料的交替进行蒸发和冷凝。
这种连续的蒸发和冷凝过程最终实现了分离。
4.2 冷凝器冷凝器用于将蒸汽冷凝为液体。
它通常由管道和冷却介质组成,如水或空气。
冷凝器可以采用不同的结构,如冷却管、换热器或冷凝室。
4.3 加热器加热器用于加热液体混合物,将其加热至其中物质的沸点。
加热器可以采用不同的形式,如蒸汽加热器、电加热器或火焰加热器。
4.4 分离精馏塔分离精馏塔是一种特殊的蒸馏设备,用于实现高效的分离。
它通常由多个塔板或填料层组成,可以通过不同的蒸馏段和冷凝器段实现精馏。
蒸馏精馏知识点总结高中
蒸馏精馏知识点总结高中一、蒸馏和精馏的基本原理蒸馏和精馏是基于不同组分在蒸气和液相之间的平衡性质而进行的一种分离技术。
其基本原理是根据物质的沸点差异来实现组分的分离。
在蒸馏和精馏过程中,通过升温使混合物中沸点较低的组分先汽化,然后通过冷凝使其再凝结成液体,从而实现组分的分离。
蒸馏和精馏主要应用于液体混合物的分离。
在蒸馏过程中,液体混合物被加热至其沸点以上,产生蒸气后经冷凝器冷却,得到液态产品。
而精馏则是在蒸馏的基础上对产品进行进一步的纯化处理,通过多级冷凝器,将混合物中的各组分进行多次蒸馏,从而得到高纯度的产品。
二、蒸馏与精馏的设备与操作流程蒸馏设备主要包括蒸馏塔、冷凝器、加热器、分液器等组成。
蒸馏塔是蒸馏过程中最核心的设备,根据其结构形式可分为板式塔和填料塔两种。
板式塔是一种由多个板子组成的塔板,用于增加蒸馏柱的间接接触面积,从而增加蒸馏效率。
填料塔则是在塔内填充一定形状和尺寸的填料,使得液体和蒸气在填料层间充分接触,从而实现组分的分离。
冷凝器则是将蒸汽冷凝成液态产品的装置,可以采用水冷或空气冷方式。
加热器用于提供蒸馏所需的热能,分液器则用于将分离后的产品进行收集和分流处理。
精馏过程是对蒸馏的进一步纯化处理,操作流程一般包括预处理、加热蒸馏、冷凝收集等步骤。
在精馏过程中,首先需要对原料进行预处理,如去除悬浮杂质、减少非目标组分等。
然后将预处理后的原料送入加热器进行升温,产生蒸气后进入精馏塔进行分离。
在精馏塔中,通过多级冷凝器进行冷凝收集,得到高纯度的产品。
三、蒸馏与精馏的应用领域蒸馏和精馏技术在石油化工领域得到了广泛应用,主要用于原油的分馏、汽油、柴油、煤油等石油产品的生产与精制。
此外,在化学工程领域,蒸馏技术也被应用于溶剂的回收、化工原料的提纯等方面。
在食品加工领域,酒精、食用酒精、醋等的生产也离不开蒸馏技术。
总之,蒸馏与精馏作为一种重要的分离技术,广泛应用于各种工业领域。
通过对物质的不同沸点性质进行分离,可以得到高纯度的产品,满足不同领域的需求。
化工原理精馏-PPT
提馏段 V1 ' V2 ' V3 ' ... V ' constant 2.恒摩尔液流
精馏段 L1 L2 L3 ... L constant 提馏段 L1 ' L2 ' L3 ' ... L ' constant
某组分在气相中的平衡分压与该组分在液相中
的摩尔分率之比
挥发度意义
vi
pi xi
某组分由液相挥发到气相中的趋势,是该组分 挥发性大小的标志
双组分理想溶液
vA
pA xA
pAo xA xA
pAo
vB
pB xB
pBo xB xB
pBo
☆相对挥发度定义
溶液中易挥发组分挥发度与难挥发组分挥发度之比
vA pA / xA
气液平衡关系的表示法 1)用饱和蒸气压表示
拉乌尔定律:理想溶液气相中组分的分压等于纯组分 在该温度下的饱和蒸气压与其在溶液中摩尔分数乘积
pA pAo xA pB pBo xB pBo (1 xA )
A:易挥发组分,沸点低组分 B:难挥发组分,沸点高组分
x: 液相中易挥发组分的摩尔分数; 1-x:难挥发组分的摩尔分数
在精馏塔的塔板上气液两相接触时,若有n kmol/h的蒸气冷凝,相应有n kmol/h液体气 化。
1.5.2 物料衡算与操作线方程 1.全塔物料衡算 总物料:
F D W
F , D , W--- 原 料 液 、 馏 出 液 、 釜残液摩尔流量,kmol/s
易挥发组分:
FxF DxD WxW
xF,xD,xW---易挥发组分的 摩尔分数
L qF L qF W
化工原理(2)学习要点
化工原理(2)学习要点化工原理(2)学习要点第一章蒸馏1.本章学习目的通过学习本章,掌握精馏德原理的原理、精馏过程的计算和优化。
2.本章应掌握的内容本章讨论的重点为两组分精馏过程的计算,主要应掌握的内容包括:相平衡关系的表达和应用;精馏塔的物料衡算和操作线关系;回流比的确定;理论板数的求法;影响精馏过程的主要因素分析等。
3.本章学习中应注意的问题利用各组分挥发度的差异将体混合物加以分离的单元操作称为蒸馏。
蒸馏分类方法有很多种,按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等;按原料组分数目则可分为双组分蒸馏、多组分蒸馏;按操作过程是否连续,可分为连续精馏、间歇精馏。
本章重点是双组份混合液的连续精馏。
精馏是分离混合物最常用、又最早实现工业化的分离方法。
精馏可以直接获得所需要的产品,而不像吸收、萃取等分离方法,需外加溶剂,再将所提取的物质与溶剂分离,因此精馏过程的流程比较简单。
精馏的主要缺点是为造成气、液两相系统,需消耗较多的能量,或者需要建立高真空、高压、低温等技术条件。
通常,由于经济和技术上的原因,才考虑用吸收或萃取等操作以分离混合物。
精馏操作既可在板式塔中、又可在填料塔中进行。
本章以板式塔(分级接触)为主要讨论对象,并引入理论板的概念,以简化精馏计算。
对特定的分离任务,确定理论板数是本章的核心。
对两组分精馏,用梯形图解法求取理论板数。
该法概念清晰,便于分析工程问题。
同时,应掌握影响精馏过程因素的分析,预估精馏操作调节中可能出现的问题,提出解决问题的对策。
精馏与吸收、萃取等操作均属传质过程,应注意它们的共性和个性。
例如相平衡关系的表达方法、传质机理和设备的异同等。
4.本章学习要点4.1描述精馏过程的基本关系 4.1.1气液相平衡关系气液相平衡是蒸馏过程的热力学基础,因此了解气液平衡是理解和掌握蒸馏过程的基本条件。
1.气液平衡的作用(1)选择分离方法依据物系的气液相平衡关系,对特定的分离任务,可确定或选择分离方法,例如对相对挥发度近于1的物系,宜采用特殊精馏或萃取等分离操作。
精馏工艺知识点总结
精馏工艺知识点总结精馏是一种用于分离和纯化混合物的方法,通过利用不同物质的沸点差异将混合物的组分进行分离。
精馏工艺在化工生产中被广泛应用,尤其是在石油化工和化学工业中。
以下是对精馏工艺的一些知识点的总结。
一、精馏原理精馏原理基于不同物质的沸点差异,利用热分解和凝华的原理使混合物的组分进行分离。
在精馏过程中,混合物被加热至沸点,然后蒸汽通过冷凝器冷却,生成液体,不同组分由于沸点不同,在冷却过程中会分别凝华,从而实现分离。
二、精馏设备1. 蒸馏塔:是精馏过程中最主要的设备,一般有塔筒、进料管、回流器、塔板等部件,用来将混合物通过加热进行分离与纯化。
2. 冷凝器:负责将蒸汽冷却成液体,促使混合物的凝华分离。
3. 凝结器:用于收集凝华液体,将不同组分分离收集。
三、常见的精馏工艺1. 原油精馏:利用石油中不同组分的沸点差异,进行分馏得到汽油、柴油、煤油等产品。
2. 酒精精制:利用酒精和水的沸点差,进行酒精的纯化。
3. 水的蒸馏:通过加热水使其沸腾,将水蒸汽分离冷凝得到纯净水。
四、精馏工艺的影响因素1. 混合物的成分:不同混合物的组分和沸点差异不同,对精馏过程影响很大。
2. 进料温度和压力:进料温度和压力的变化会直接影响精馏过程中的温度和压力变化,从而影响分离效果。
3. 冷凝器的温度及冷却效果:冷凝器冷却效果直接影响蒸汽的凝华时间,从而影响分离效果。
五、精馏工艺的优缺点1. 优点:(1)可以有效分离混合物中的各种组分,提高纯度和纯净度;(2)精馏过程自动化程度高,操作简单,易于控制;(3)可适用于各种混合物,广泛应用于石油化工、化学工业等领域。
2. 缺点:(1)能耗较高,需要大量能源和设备支持;(2)对进料质量要求较高,不适用于一些难以分离的混合物;(3)部分组分可能在精馏过程中发生化学反应,影响产品质量。
六、精馏工艺的应用1. 石油精馏:用于从原油中提炼出汽油、柴油、煤油等产品。
2. 化工原料的纯化:如酒精、醋酸、甘油等化工原料的纯化和分离。
化工原理学--蒸馏
化工原理学–蒸馏引言蒸馏是化工过程中常用的一种分离技术,通过对混合物进行加热使其产生蒸汽,再将蒸汽冷凝得到纯净物质的方法。
在化工领域,蒸馏广泛应用于石油和化学工业中,用于分离液体混合物中的组分。
蒸馏原理蒸馏是基于物质的不同沸点而进行的分离技术。
在一种混合物中,不同成分具有不同的沸点,通过加热可以将低沸点成分转变为蒸汽,然后再通过冷凝将蒸汽转变为液体,从而实现纯度较高的分离。
在蒸馏过程中,需要一个蒸馏塔来进行操作。
蒸馏塔通常由一个加热器、塔板和冷凝器组成。
混合物首先被加热,在塔板上产生蒸汽。
蒸汽在塔板上与冷凝液进行接触,使其冷凝并收集。
这样,高沸点成分留在塔板上,而低沸点成分则以蒸汽的形式进入上层。
通过逐层重复这个过程,可以实现对混合物中各成分的分离。
蒸馏的分类蒸馏可以根据不同的条件和原理进行分类。
常见的蒸馏方法包括常压蒸馏、减压蒸馏、真空蒸馏等。
1.常压蒸馏:常压蒸馏是在常压条件下进行的蒸馏过程。
常压蒸馏适用于沸点较低的液体混合物,其中低沸点成分可以轻松转化为蒸汽。
2.减压蒸馏:减压蒸馏是在降低环境压力的条件下进行的蒸馏过程。
通过降低环境压力,可以使高沸点成分在较低温度下转化为蒸汽,从而减少热量的需求。
3.真空蒸馏:真空蒸馏是在低于大气压的条件下进行的蒸馏过程。
真空蒸馏适用于高沸点液体或易分解的物质,可以避免在较高温度下进行加热,从而减少热敏感成分的损失。
蒸馏的应用蒸馏作为一种常用的分离技术,广泛应用于石油炼制、化学工业、食品工业等领域。
1.石油炼制:蒸馏在石油炼制过程中起到了至关重要的作用。
通过蒸馏,可以将原油中的各种成分分离出来,例如汽油、柴油、润滑油和残渣等。
这种蒸馏过程被称为石油精馏。
2.化学工业:在化学工业中,蒸馏被广泛用于分离和纯化化学品。
例如,通过蒸馏可以从反应产物中分离出目标产品,并去除杂质。
3.食品工业:蒸馏也在食品工业中得到应用。
例如,酿酒过程中的蒸馏可以用于分离酒精和水,从而提高酒精的浓度。
基础知识(干馏、分馏、精馏)
基础知识
干馏:在隔绝空气的条件下,将固体物质加热至高温,使其分解的过程叫做干馏。
如煤的干馏,得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水和粗苯等。
(煤焦化)
蒸馏:是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液固体系中各组分沸点的不同,使低沸点组分蒸发再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。
精馏:一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法,是工业上应用最广泛的液体混合物分离操作,广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
精馏操作按不同方法进行分类。
根据操作方式,可分为:连续精馏和间歇精馏;根据混合物的组分数,可分为二元精馏和多元精馏;根据是否在汇合物中加入影响汽液平衡的添加剂,可分为普通精馏和特殊精馏,(包括萃取精馏,恒沸精馏和加盐精馏),若精馏过程中伴有化学反应,则称反应精馏。
塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比,称为回流比,它是精馏操作的一个重要控制参数,它的变化影响精馏操作的分离效果和能耗。
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三、操作线方程
1. 精馏段操作线方程
对如图划定范围作物料衡算 V=L+D 对易挥发组分衡算 Vyn+1=Lxn + DxD V, yn+1
D,xD
第n板
L, xn
Dx D L y n 1 x V V 令回流比 R=L/D xD R y n1 xn R1 R1
2. 恒摩尔溢流
精馏段内,每层塔板下降的溢流摩尔流量相等。 提馏段内,每层塔板下降的溢流摩尔流量相等
L1=L2=…=Ln=定值 (精馏段) L 1=L2=…=Ln=另一定值 (提馏段) 一定注意: 精馏段和提馏段下降的溢流分别不相等。 精馏段和提馏段上升的蒸汽分别不相等。 因为加料板加入原料液后使两段汽液两相流量发 生变化。 当各组分摩尔汽化焓相等,汽液接触良好且可忽 略显热(与汽化热比较),保温良好且塔的热损失 可忽略时,恒摩尔流假定基本上成立。
露点
泡点
x或 y
0 P p A pB p 0 x p A A B (1 x A )
xA
0 P pB 0 p0 p A B
y A p0 A xA / P
对某一温度和总压,由这几式可求出xA,yA。 得出一系列的值后便可作出如前图所示的图来。 对于非理想溶液,计算很复杂。一般由实验得 出平衡数据。实验得出的平衡数据也是计算的 基础。
2. 相对挥发度(relative volatility)
溶液中两组分挥发度之比称相对挥发度,。通 常用易挥发组分挥发度作分子。
vA pA / x A vB pB / x B
若汽相服从理想气体规律,则
Py A / x A y A / x A PyB / x B yB / xB
二、精馏原理
1. 多次部分汽化部分冷凝
L4 G4
L3 L2
t/ C L1
G3
G2 G1
xA(yA)
冷却
冷却
加热
加热
加热
多次部分冷凝部分汽化操作示意图
多次部分冷凝和汽化的改进:后一级冷凝 液相加入前一级汽相中(对前级汽相起冷 凝作用);后一级汽化汽相加入前一级液 相中(对前级液相起加热作用)。可使操作 连续、稳定。但设备仍然太多,操作不便, 控制也困难。 将每一个分离装置设置成一块塔板,形成 精馏塔。每一塔板代替部分冷凝汽化的分 离设备,使操作更方便灵活,控制更容易。
整理并略去下标得
x y 1 ( 1) x
若已知相对挥发度,则可由x计算y或由y计算x。 一般不是常数,变化不大时可用平均值代替而 取为常数以简化计算。 越大,两组分越容易分 离。当 1时,很难分离, =1时不能用普通方 法分离。
第三节 蒸馏与精馏原理 Principles of distillation and rectification 去冷凝
xA yA yB x B
对理想溶液
0 p0 / p A B
当溶液与理想溶液相差不大时,可近似认为相 对挥发度为常数,取其平均值代替。
3. 汽液相平衡方程
对二元溶液,
xA yA yA yB 1 y A 1 x A
(6-22)
操作线方程表示某层塔板与其相邻塔板汽相组成 与液相组成之间的关系。精馏段操作线方程是一 直线,斜率R/(R+1),截距 xD/(R+1)。 通常塔顶的蒸汽在冷凝器中全部冷凝为液相,称 为全凝器,冷凝液在泡点温度下部分回流,称泡 点回流。 全凝器的物料衡算: V=L+D=(R+1)D 例 6-4 氯仿和四氯化碳混合液在一连续精馏塔 中进行分离。要求馏出液中氯仿的组成为 0.95 (摩尔分率) ,馏出液流量50kg/h,塔顶为全凝器, 全塔平均相对挥发度=1.6, 回流比R=2。 求:(1)第一块塔板下降的液体组成; (2)精馏段各板上升蒸汽V及下降液体L。
解: (1)进全凝器的汽相组成与出全凝器的液相组 成相同,y1=0.95。 第一板的平衡关系 1.6 x1 0.95 1 (1.6 1) x1
解得 x1=0.92 (2) 将已知质量流量换算为摩尔流量
50 0.95 50 0.05 D 0.414 kmol/h 119.35 153.8 V=(R+1)D=30.414=1.242 kmol/h L=V-D=1.242-0.414=0.828 kmol/h
化工过程与设备
Principles of chemical engineering
晨光化工技校
第六章 蒸馏 Chap. 6 Distillation
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
概述 双组分溶液的汽液相平衡 蒸馏与精馏原理 双组分连续精馏塔的计算 间歇精馏 恒沸精馏与萃取精馏 板式塔
五、挥发度及相对挥发度
1. 挥发度(Volatility)
挥发度:表示纯物质在一定温度下蒸汽压的大小。 在溶液中,用某组分在汽相中的分压与其平衡液 相的摩尔分数之比来表示挥发度的大小。
v A pA / x A 理想溶液服从拉乌尔定律
pA p0 0 A xA vA pA xA xA
2. 提馏段操作线方程
第m+1 围作物料衡算 L=V + W Lxm=V ym+1 + WxW WxW L y m 1 xm V V WxW L xm (5-27) L W L W 提馏段操作线方程是一直线, 斜率L/(L -W), 截距 -WxW/(L -W)。
yn
在稳定蒸馏过程中,每块塔板上冷凝的蒸汽量 恰好等于被汽化的液体量。
3. 精馏塔的分离过程
精馏塔内设多块塔板。汽相沿塔板逐级上升, 在塔顶再冷凝得到产品并将部分产品回流到塔 内,以维持稳定操作。 液相沿塔板降液管逐级下降,到塔底得到难挥 发组分较多的残液。 原料液从塔中某层塔板处加入,该板称加料板。 加料板以上称为精馏段(rectifying section), 加料板及以下称提馏段(stripping section)。
第四节 双组分连续精馏塔的计算 Calculation of continue rectification tower of two components
工业蒸馏过程一般为连续精馏。 精馏塔的计算内容包括:物料衡算、 塔板数、进料口位置等。
一、全塔物料衡算
对全塔作物料衡算 F = D+W 再对其中易挥发组分衡算 FxF = DxD +WxW 易挥发组分回收率
第一节 概述 Introduction
蒸馏是分离液体混合物的一种方法。 利用液体混合物中各组分的挥发度不同来进行 分离的操作称蒸馏。 在一定温度压力下,挥发性高的组分(也称低 沸点、易挥发、轻组分)在汽相中的浓度比在 液相中浓度高。反之,挥发性低的组分(也称 高沸点、难挥发、重组分)在汽相中的浓度比 在液相中浓度低。从而可以在塔顶得到轻组分, 而在塔底得到较重组分。
一、溶液的蒸汽压及拉乌尔定律
在一定条件下,液体与其上方的蒸汽达到动态 平衡,即液相中的分子向汽相转移的个数与同 时从汽相向液相转移的分子数相等时,称达到 了汽液相平衡。此时液体上方的蒸汽压叫该物 质的饱和蒸汽压。 混合溶液达汽液相平衡时,溶液中某组分的蒸 汽压比纯组分的饱和蒸汽压低。
理想溶液:两组分的分子相互作用完全相等, 所形成的溶液无容积效应、无热效应。 非理想溶液:两组分的分子相互作用不等,所 形成的溶液称非理想溶液。 理想溶液的汽液相平衡服从拉乌尔(Raoult)定 律。 pA p0 A xA
三、汽液相平衡图(y-x图)
除了t-x-y相图之外, 还有p-x(y)相图、 yA y-x相图,蒸馏操作 中常用y-x相图。只 要重新作出座标,就 可用同样数据绘出 y-x相图来。 易挥发组分汽相 浓度大于液相浓度。
yA>xA
xA
四、双组分非理想溶液
若溶液中两组分间的相互作用比纯组分的作用 小,则溶液组分容易汽化,溶液上方组分的蒸 汽分压比理想溶液大。称对拉乌尔定律呈现正 偏差。如乙醇-水、正丙醇-水体系。 反之,若溶液中两组分间的相互作用比纯组分 的作用大,则溶液组分不容易汽化,溶液上方 组分的蒸汽分压比理想溶液小。称对拉乌尔定 律呈现负偏差。如硝酸-水、氯仿-丙酮体系。
Dx D Fx F
D
F
难挥发组分回收率
W (1 xW ) F (1 x F )
W
二、理论板的概念与恒摩尔流的假定
1. 理论板(Theoretical plate)的概念
设塔内任一塔板上,离开该板的汽相与液相达 汽液平衡。 实际塔板不可能达汽液平衡,但理论上用平衡 板来处理较方便,这样可以应用相平衡规律计 算离开塔板的汽液相浓度。 计算得出理论塔板数后,再经实际经验加上校 正系数就可得出实际需要的塔板数。
在一个塔内进行多次部分汽化和部分冷凝,轻、 重组分分离的操作叫精馏(Rectification)。 简单蒸馏 平衡蒸馏 按蒸馏性质分类 蒸 精馏 特殊精馏 馏 连续精馏 按操作性质分类 分 间歇精馏 双组分精馏 类 按分离物料性质分类 多组分精馏
第二节 双组分溶液的汽液相平衡 Vapor liquid phase equilibrium of two components