蒸馏
蒸馏
D. 真空装置 真空装置:
根据实验要求,即根据所分离的液体的沸点, 根据实验要求,即根据所分离的液体的沸点,选择不同 真空度大小的真空泵。真空度越高,操作越烦琐, 真空度大小的真空泵。真空度越高,操作越烦琐,能用水泵 不用油泵。 不用油泵。 水泵:一般不需要附加干燥装置,只需安全瓶即可。 水泵:一般不需要附加干燥装置,只需安全瓶即可。 油泵:一般要加一个干燥塔装置,如固体氢氧化钠, 油泵:一般要加一个干燥塔装置,如固体氢氧化钠,固 体氯化钙等,同时需要连一个冷阱。 体氯化钙等,同时需要连一个冷阱。 高真空泵:连安全瓶、 装置(三个干燥塔); 高真空泵:连安全瓶、冷阱和保护 装置(三个干燥塔); 泵油常更换(至少1次 月 泵油常更换(至少 次/月)。 麦氏表(转动式) 麦氏表(转动式)
还是液体,只要在 l00℃左右具有一定的蒸气压,即有一定的 还是液体, ℃左右具有一定的蒸气压, 挥发性时,若与水在一起加热就能与水同时蒸馏出来, 挥发性时,若与水在一起加热就能与水同时蒸馏出来,这就 称为水蒸气蒸馏。 称为水蒸气蒸馏。
要求: 被分离物质不溶或微溶于水--先决条件。 --先决条件 要求 1. 被分离物质不溶或微溶于水--先决条件。
P总= P水+ Ps
水蒸气蒸馏冷凝液中,两种物质的相对质量( 水蒸气蒸馏冷凝液中,两种物质的相对质量(也是蒸 气中相对质量)与他们的蒸气压和相对分子量成正比。 气中相对质量)与他们的蒸气压和相对分子量成正比。
nA pA = nB pB
(二)简单蒸馏装置及操作
1. 蒸馏装置
A
普 通 蒸 馏 装 置
B. 空气冷凝蒸馏装置
B
C. 简单蒸馏装置 C
2. 蒸馏操作
(1)温度计测量度要高于沸点 -20℃,不宜高出太多。范围 )温度计测量度要高于沸点10- ℃ 不宜高出太多。 越大,精度越差。温度计位置* 越大,精度越差。温度计位置 (2)蒸馏瓶:液体在蒸馏瓶中的量不应超过其体积 ,使沸腾 )蒸馏瓶:液体在蒸馏瓶中的量不应超过其体积2/3, 的面积足够大。若超出, 的面积足够大。若超出,沸腾液体雾滴易被蒸汽带到接收 系统,沸腾强烈时,液体可冲出。蒸馏之前加沸石防暴沸。 系统,沸腾强烈时,液体可冲出。蒸馏之前加沸石防暴沸。 (3)冷凝管:直形冷凝管与空气冷凝管最为普遍。 )冷凝管:直形冷凝管与空气冷凝管最为普遍。 bp.<150℃蒸馏时,选用直形冷凝管。直形冷凝管长短 ℃蒸馏时,选用直形冷凝管。 决定于蒸馏液体的沸点: 越低 蒸汽不易冷凝, 越低, 决定于蒸馏液体的沸点:bp越低,蒸汽不易冷凝,故需长 冷凝管。 越高,蒸汽易冷凝,需短冷凝管; 冷凝管。bp. 越高,蒸汽易冷凝,需短冷凝管; bp.>150℃考虑用空气冷凝管,因为蒸汽温度较高,遇 ℃考虑用空气冷凝管,因为蒸汽温度较高, 冷循环水往往发生炸裂。 冷循环水往往发生炸裂。
蒸馏定义及特点(精)
2、按操作压力分为加压、常压和真空蒸馏
常压下为气态(如空气、石油气)或常压下泡点为室温 的混合物,常采用加压蒸馏;常压下,泡点为室温至 150℃左右的混合液,一般采用常压蒸馏;对于常压下泡 点较高(一般高于150℃)或热敏性混合物(高温下易发生分 解,聚合等变质现象),宜采用真空蒸馏,以降低操作温 度。
精馏是利用混合液中各组分间挥发度 的差异以实现高纯度分离的一种操作。平 衡蒸馏仅通过一次部分汽化和冷凝,只能 部分地分离混合液中的组分,若进行多次 的部分汽化和部分冷凝,便可使混合液中 各组分几乎完全分离。
一、精馏原理
工业上是将上图的每个分离器做成一块;或在一个圆形的塔内 装有一定高度的填料。板上液层或填料表面是汽液两相进行传热和 传质的场所。
所谓泡点是指液体在恒定的外压下,加热至开始出 现第一个气泡时的温度。露点是指气体冷却时,开始凝 聚出第一个液滴时的温度
3、按被分离混合物中组分的数目可分为两组分 精馏和多组分精馏
工业生产中,绝大多数为多组分精馏,但两 组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精 馏,只是在处理多组分精馏过程时更为复杂些, 因此常以两组分精馏为基础。
4.按操作流程分为间歇蒸馏和连续蒸馏 间歇蒸馏主要应用于小规模、多品种或某些
有特殊要求的场合,工业中以连续蒸馏为主。间 歇蒸馏为非稳态操作,连续蒸馏一般为稳态操作。
三、精馏操作流程
精馏分离过程可连续操作,也可间歇操作。 精馏装置系统一般都应由精馏塔、塔顶冷凝器、 塔底再沸器等相关设备组成,有时还要配原料预 热器、产品冷却器、回流泵等辅助设备。
2.2 简单蒸馏和平衡蒸馏
对于组分挥发度相差较大、分离要求 不高的场合(如原料液的组分或多组分的初 步分离),可采用简单蒸馏和平衡蒸馏。
蒸馏
• 2.双组分非理想溶液汽液相平衡 • 蒸馏中所处理的混合物,除理想溶液外,很多是非理 想溶液,即对拉乌尔定律有偏差的溶液。对拉乌尔定律有 正偏差的溶液,将出现最低恒沸点,对拉乌尔定律有负偏 差的溶液,将出现最高恒沸点。恒沸点在y-x图上的反映 是平衡曲线y-x与对角线相交。其交点说明,处于恒沸点 的气液两相,其组成是相同的,即恒沸点处气、液相组成 相同,因而达不到分离的目的。如图8-4为常压下乙醇- 水溶液相图,乙醇-水溶液的恒沸点为78.15℃,恒沸点 处气、液相组成均为0.8943(摩尔分数)。
• • • • • •
提问: 1.湿球温度? 2.露点? 3.东北小烧(白酒)的制作? ↓ 蒸馏
项目八 蒸馏
• 任务一 概述 • 蒸馏是利用互溶液体混合物中各组分沸点的 不同,将液体混合物分离成为较纯组分的一种单 元操作。蒸馏操作所以能够分离互溶的液体混合 物,是由于溶液中各组分的沸点不同,沸点低的 组分容易气化,称为易挥发组分,而沸点高的组 分不易气化,称为难挥发组分。因此,蒸馏所得 的蒸汽中,与其冷凝后形成的液体(简称馏出液) 中,低沸点组分的含量较多;而残留的液体(简 称残液)中,高沸点组分的含量较多。故用蒸馏 方法处理液体混合物,可以得到较纯的馏出液和 较纯的残液,达到混合物分离的目的。
•
可见,液体混合物中各组分的沸点相差愈大、 汽液两相的组成差别愈大,愈有利于蒸馏分离。 有关混合物中汽液两相共存时组分间汽液相平衡 关系是蒸馏操作的基础,将在第二节中讨论。
根据蒸馏时混合液中的组分数,可分为双组 分蒸馏和多组分蒸馏,但双组分蒸馏是多组分蒸 馏的基础,而且很多多组分蒸馏问题,可以作为 双组分蒸馏来处理。故本章主要讨论双组分连续 蒸馏的原理、方法和计算。
• 1.3.双组分理想溶液汽液相平衡关系相图
蒸馏
(1-2)
在溶液温度t 下纯 组分B饱和蒸汽压
1.2.2 理想溶液
当溶液沸腾时,溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和
0 0 0 0 P pA pB pA xA pB xB pA x pB 1 x
(1-3)
0 P pB P - f B (t ) x 0 0 pA pB f A (t ) - f B (t )
(1-7)
1.2.4 挥发度和相对挥发度
A pA / xA 相对挥发度: B pB / xB
把道尔顿分压定律代入上式,可得 (1-7)
A pA / xA yA / xA yA / yB y /(1 y) B pB / xB yB / xB xA / xB x /(1 x)
0 P pB 0 将p、 A 、pB代入 x 0 中求x计 p0 0 p A pB
②已知总压P及液相组成x,求泡点t。 0 0 算法: 假设一个t用安托因方程求出 pA 、pB
比较 x计 与已知x
试差到 x计 =x 为止,所设 t 即为所求 t。
1.2.2 理想溶液
(2)气相组成 y与气相温度t (露点)的关系式 气相为理想气体,符合道尔顿分压定律:
石油炼制中使用的 250 万吨常减压装置
1蒸馏 1.1 概述
蒸馏的分离对象:均相的液体混合物 蒸馏分离的依据:混合液体中各组分挥发度不同
蒸馏就是利用混合物在一定压力下各组分相对挥发度(沸点)的不 同进行分离的一种单元操作。 易挥发组分 :沸点低的组分
难挥发组分 : 沸点高的组分
乙醇水体系的蒸馏分离
0 x
图1-1 苯-甲苯的x – y 相图
1.2.4 挥发度和相对挥发度
蒸馏
FiF V ' I Li VI L'i
F V 'L V L'
加料板(2)
L'L I iF
F I i
若定义:
q
L'L F
1koml原料变成饱和蒸汽 原料的摩尔汽化潜热
可得:L‘=L+qF V=V’+(1-q)F
q线方程
在进料板上,同时满足精馏段和提馏段的物料衡算, 故两操作线的交点落在进料板上。当q为定值,改变塔操 作的回流比时,两操作线交点轨迹即q线。联立两操作线 方程式的进料线方程。
第五章
蒸馏
第一节 概 述
一、蒸馏操作在化工生产中的应用 用于均相液 体混合物的分离,以达到提纯或回收某组分的目 的。 二、蒸馏分离的依据 蒸馏过程是利用流体混合 物中各组分挥发能力的差异,则将混合物进行分 离的单元操作。 三、蒸馏的分类
1、按操作方式:间歇蒸馏和连续蒸馏。 2、按蒸馏方法:简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸) 精馏、特殊精馏。
F,iF,xF
ym,I,V
加料板(1)
xn-1,i,L
ห้องสมุดไป่ตู้
1.加料的热状态:五种
第 2.理论板加料
m 料衡算式:
块 板
FxF V ' ym1 Lx m1 Vym L' xm
ym+1,I,V' xm,i,L'
单板物料与热量衡算
相平衡方程: ym f (xm ) 3.精馏段与提馏段的两 相物流关系
恒摩尔流假定成立的条件 (1)各组分的摩尔气化潜热相等。 (2)气液接触时因温度不同而交换的显热可以 忽略。 (3)塔设备保温良好,热损失可以忽略不计。
三种蒸馏法详解
三种蒸馏法详解蒸馏可以分为3种蒸馏,⽔中蒸馏、⽔上蒸馏和⽔蒸⽓蒸馏当然论坛⾥各位友友们发的⾃制纯露帖⼦⼤多数都是使⽤的⽔中蒸馏这个三种蒸馏各有各的特点:㈠.⽔中蒸馏:(这个类似于煮粥,就是把需要蒸馏的植物,放在⽔中蒸馏)优点:①提取速度较快②对于芳⾹物质不容易蒸馏出来的植物,可以加快蒸馏速度缺点:①芳⾹物质会有浪费(因为植物在⽔中浸泡着,所以芳⾹物质会有⼀部分留在⽔中,不能被提取出来)②对提取出的芳⼼物质的品种损耗⼤(因为植物长时间在100度的⽔中浸泡着,有损芳⾹物质)适⽤于提取细胞壁较厚的植物原料或者价钱廉价的,如松针等㈡.⽔上蒸馏:(这个类似于蒸馒头,就是把需要蒸馏的植物,放在⽔上⽅蒸馏)优点:①提取出的芳⼼物质品质好②对于芳⾹物质较易蒸馏出来的植物,可以加快蒸馏速度缺点:①芳⾹物质会有少量浪费(因为植物在⽔上⽅,会有部分芳⾹物质随⽔滴滴回⽔中,所以有少量芳⾹物质留在⽔中,不能被提取出来)②对提取出的芳⼼物质的品种损耗较⼩植物(因为植物没有在100度的⽔中浸泡着,所以对芳⾹物质损耗较⼩)适⽤于提取细胞壁较薄的植物原料,如花瓣较厚的花等㈡.⽔蒸⽓蒸馏:“这个没想到怎么打⽐⽅”,就是把需要蒸馏的植物,和⽔分开在两个容器中,直接是⽔产⽣⽔蒸⽓然后⽔蒸⽓进⼊到装有需要蒸馏的植物的容器中蒸馏)优点:①提取出的芳⼼物质品质属于蒸馏法中最好的②蒸馏速度快③对于芳⾹物质较易蒸馏出来的植物,蒸馏速度更快④国际上蒸馏植物提取精油主流的蒸馏⽅式⑤芳⾹物质浪费量极少(因为植物与⽔分开的原因)⑥对提取出的芳⼼物质的品种损耗最⼩(因为植物与⽔分开原因)缺点:①略微有点⿇烦(因为多了个装花草的容器)②对于芳⾹物质不容易蒸馏出来的植物需要萃取的时间较长适⽤于提取玫瑰花薄荷叶等绝⼤部分常⽤来提取精油和纯露的植物当然友友们常⽤来做纯露的都是⼀些花瓣之类的了对于花、叶等的蒸馏,就推荐⼤家⽤⽔上蒸馏法吧,⽐⽔蒸⽓蒸馏差点,但是会⽐⼤家常⽤的⽔中蒸馏法好很多哦⽽且也不⿇烦,只是需要把花草放在⽔上⽅,提取出的芳⾹物质的品质和量就会有⼤幅的提升,那我们可是没理由不使⽤哦希望⼤家会⽀持。
蒸馏
蒸 馏蒸馏操作是分离液体混合物或液态气体混合物的常用单元操作。
它是以液体混合中各组分在相同操作条件下沸点(挥发度)的不同为依据,通过加入热量或取出热量的方法,使混合物形成气、液两相系统,气、液两相在相互接触中进行热量、质量传递,使易挥发组分在气相中增浓,难挥发组分在液相中增浓,从而实现互溶液体混合物分离的方法称为蒸馏。
蒸馏操作的依据:液体混合物中各组分沸点(挥发度)的差异;分离的条件:必须造成气、液两相系统。
轻组分(易挥发组分):液体混合物中沸点较低的组分容易汽化,称为轻组分。
重组分(难挥发组分):沸点较高的组分不易汽化,称为重组分。
馏出液:蒸馏所得到的蒸气冷凝后生成的液体称为馏出液。
馏出液中,轻组分的浓度较高。
残液(釜液):残留的液体称为残液。
残液中,重组分的浓度较高。
例如:在常压下,苯的沸点是80.1℃,甲苯的沸点是106℃,将苯和甲苯的混合液进行蒸馏时,苯是易挥发组分或轻组分,甲苯是难挥发组分或重组分,馏出液中:含高浓度的苯;残液中:含高浓度甲苯使苯和甲苯的混合液得以分离。
根据蒸馏操作的不同特点,蒸馏可以有不同的分类方法。
① 按蒸馏操作方式分类:可分为简单蒸馏、精馏和特殊精馏。
简单蒸馏适用于易分离物系或对分离要求不高的场合;精馏适用于难分离物系或对分离要求较高的场合;特殊蒸馏包括水蒸气蒸馏,恒沸蒸馏,萃取蒸馏,特殊精馏适用于普通精馏难以分离或无法分离的物系。
工业生产中以精馏的应用最为广泛。
② 按操作流程分类:可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
间歇蒸馏多应用于小规模生产或某些有特殊要求的场合。
工业生产中多处理大批量物料,通常采用连续蒸馏。
③ 按物系中组分的数目分类:可分为双组分蒸馏和多组分蒸馏。
工业生产以多组分蒸馏最为常见。
④ 按操作压强分类:可分为常压蒸馏、减压蒸馏和加压蒸馏。
工业生产中一般多采用常压蒸馏。
对在常压下物系沸点较高或在高温下易发生分解、聚合等 易变质的物系,常采用减压蒸馏。
对常压下物系的沸点在室温以下的混合物或气态混合物,则采用加压蒸馏。
什么是蒸馏
什么是蒸馏蒸馏作为化学实验中不可缺少的技术手段,令许多实验室对他都不陌生。
在生活中,它被用来获取蒸馏水,去除水中杂质,化解混合液,而在实验室中,则往往用来小颗粒物的分离和水合物的纯化。
面对蒸馏这项技术,你了解多少呢?下面就列出3-5项,为大家讲解蒸馏的基本内涵和相关实验中的应用技巧。
1. 什么是蒸馏?蒸馏是一种在化学实验中常用的技术手段,旨在通过把混合物经过加热分解,获得不饱和溶液或饱和溶液;通过改变溶剂蒸发沸点来实现混合液中分子的分离,最终获得混合物中两个或多个组分的精确分离。
2. 蒸馏的工作原理蒸馏是一种气液不断相互交替的过程,主要由加热、蒸发和冷却三个过程组成,反复运作以达到分离物质的目的,即:当溶剂被加热到它的沸点时,其中的部分溶质会被蒸发;再把其中的蒸汽通过管子,被冷却到凝华状态,使其分离出最终的混合液,从而实现了物质的分离。
3. 蒸馏的主要应用蒸馏在化学实验中有广泛的应用,其中包括:* 蒸发分离:在有机合成实验中,常用它来去除溶剂中的混杂物,以提高合成物的纯度;* 精馏分离:该过程能有效的提高混合物中化合物的纯度,常用其分离耦合反应产物中的一组杂质。
* 提取方法:也称温和搅拌法,将混合液的一组物质溶于某些溶剂中分离出来;* 溶剂汽提法:也称气溶胶萃取,主要应用于汽柱中沉淀物的抽查或物质的分离净化;* 减压蒸馏:可以利用减压蒸馏实现低沸点、极性、易老化物质的分离;* 改性蒸馏:又称蒸熏蒸馏,主要应用于膦酸盐类和硫酸盐类的分离,也可以用于生物化学中蛋白质的分离等。
4. 传统蒸馏与蓝牙蒸馏的不同传统蒸馏和蓝牙蒸馏都是为获得精确的物质分离和纯化而实施的技术,但两种方法分别具有不同的特点:* 传统蒸馏:传统蒸馏使用笨重的设备,受工作环境的影响较大,容易受室温变化的影响,影响精确度;* 蓝牙蒸馏:蓝牙蒸馏采用蓝牙智能技术,不受外界因素影响,即使遇到室温变化,也能保持蒸馏过程的稳定性,具有很高的精确度。
化工原理蒸馏
§6.4 二元连续精馏塔的计算
计算项目: 塔顶(或塔底)产量和浓度
D, xD
L
F, xF
V
塔内物流量
回流量 塔板数或填料层高度 进料位置 塔径
L
V
W, xW
6.4.1 全塔物料衡算
F D W FxF Dx D WxW
F-原料流量,kmol/h D-塔顶产品(馏出液)流量,kmol/h W-塔底产品(釜液)流量,kmol/h xF – 原料中易挥发组分的摩尔分数 xD – 馏出液中易挥发组分的摩尔分数 xW – 釜液中易挥发组分的摩尔分数
p P
0 A
0 P pB 0 p 0 pB A
B ln p A t C
0
2 用相对挥发度表示的气液平衡关系
对于混合液中的某一组分 i,挥发度i 定义为:
pA vA xA
vB pB xB
显然对理想溶液,根据拉乌尔定律有:
0 A p 0 , B pB A
6. 3 蒸馏方式
1、简单蒸馏
1) .流程及特点
特点: ①间隙、不稳定;
简 单 蒸 馏 平 衡 蒸 馏 精 馏
t B
②分离程度不高
y x W1,x1 加热 WD, xD
A x2 x1 x或y
x2
W2
xD
2、平衡蒸馏
简 单 蒸 馏 平 衡 蒸 馏 精 馏
又称闪蒸 1). 流程及特点
合液加热汽化达到汽液两相平衡时的平衡温度与液 相组成及汽相组成之间的关系。
§6.2 双组分溶液的气液相平衡
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。
第二节蒸馏方式
3)加料板(原料液进入的那层塔板)把精馏塔 分为两段:
① 精馏段:加料板以上的塔,即塔上半部完成了
上升蒸汽的精制,即除去其中的难挥发组分,因
而称为精馏段。 ② 提馏段:加料板以下(包括加料板)的塔的下半部 完成了下降液体中难挥发组分的提浓,即除去了易挥 发组分,因而称为提馏段。 一个完整的精馏塔应包括精馏段和提馏段。
L xW
y D (1 V / F ) x W x F
令液相分率为q=L/F;则汽相分率为V/F=1-q,代入上式:
yD q q 1 xW xF q 1
V yD
1)总物料衡算:
yD q q 1 xW xF q 1
P F xF 高温 高压 t
2)相平衡关系:
xW
1 ( 1 ) x W
液体在填料表面展为液膜,流下时又汇成液滴, 当流到另一填料时,又重展成新的液膜。当气 相从塔底进入时,在填料孔隙内沿塔高上升, 与展在填料上的液膜连续接触,进行传质,使 气、液两相发生连续的变化,故称填料塔为微
分接触设备。
4、精馏条件
1) 设备条件:理论塔板(平衡级),多层塔板提供 汽液多次接触传质场所。 2) 回流条件:塔顶设置冷凝器提供液相回流, 塔底设置再沸器提供汽相回流。
饱和液相
x0 t0 L
y V t
y y0
B T0 t t0 x t-x
t-y
分离场所
B A
x x0
A y0 x0 y
y0 T0 V x L t 要求T0 >t0
2.精馏原理及流程
高纯度A 液相 汽相
冷凝器
精馏是利用 回流手段、经 过多次平衡级, 使物系实现高 纯度分离的操 作。
平衡级
蒸馏
(2)精馏分离的过程原理及分析;
(3)精馏塔物料衡算、操作线方程及q线方程,图示及应用; (4)理论塔板数的确定;进料热状况参数q的计算及其对理论塔板数的影响;
(5)全回流时的最小理论塔板数、最小回流比及其计算、回流比的选择及其
的关系。该直线过对角线上a(xD,xD)点,以R/(R+1)为斜率,或在y xD 轴上的截距为 R+ 1
作总物料衡算:
L’=V’+W
作易挥发组分的物料衡算:
L’xm=V’ym+1+WxW
式中:
ym+1=
L' W xm- xw V' V'
L’——提馏段中每块塔板下降的液体流量,kmol/h;
V’——提馏段中每块塔板上升的蒸汽流量,kmol/h;
6.2 双组分溶液的气液相平衡
1、掌握的内容——双组分理想物系的汽液平衡,拉乌尔定律、 泡点方程、露点方程、汽液相平衡图、挥发度与相对挥发度定 义及应用、相平衡方程及应用; 2、了解的内容——非理想物系汽液平衡;
3、本节难点——t-x-y图及y-x图,相对挥发度的特点。
6.2.1 理想溶液的气液相平衡
由于整个蒸馏过程中,气相的组成和液相的组成都是不断降低的,所以每个罐
子收集的溶液的组成是不同的,因此混合液得到了初步的分离。
x0
t
A
x3
y1
y2
y3
x3
y3 x0 y2 y1
6.4精馏原理和流程
6.4精馏原理和流程
6.4精馏原理和流程
图所示任意第n层板上的操作情况. 进入第n板的气相浓度和温度分别为yn+1 和tn+1,液相的浓度和温度分别为xn-1和tn-1,二者互不平衡, yn+1<xn-1,
蒸馏是什么意思?
蒸馏是什么意思?蒸馏作为一种常见的分离技术,已广泛应用于工业生产和实验室研究中。
它通过控制物质在加热和冷却过程中的状态变化,将混合物中的成分按照其挥发性和沸点的差异进行分离。
在本文中,我们将深入探讨蒸馏的定义、原理、应用和未来发展趋势。
一、蒸馏的定义与原理1.1 定义蒸馏是一种分离技术,通过加热液体混合物并收集其挥发成分,使其在沸点时蒸发,然后通过冷凝收集器冷却,使其再次液化并分离出纯净的成分。
1.2 原理蒸馏原理基于不同物质挥发性和沸点的差异。
混合物中挥发性较高的成分会先蒸发,而其他成分则会留在容器中。
随后,挥发的成分经过冷却变为液体,再次被收集下来。
二、蒸馏的应用2.1 工业生产蒸馏在工业生产中具有广泛应用。
例如,在石油工业中,原油蒸馏可将原油分解成各种油品,如汽油、柴油和润滑油。
此外,在化学工业中,蒸馏可广泛用于分离提纯有机化合物,如酒精、醚类和酮类。
2.2 实验室研究蒸馏技术在实验室研究中也具有重要地位。
研究人员可以利用蒸馏技术分离提纯样品中的有机物或无机物,帮助他们进行后续的实验或分析。
三、蒸馏的未来发展趋势3.1 创新材料随着科学技术的不断进步,新型材料在蒸馏领域的应用也愈发广泛。
例如,使用透明陶瓷制成的蒸馏设备可以提高分离效率,减少能量消耗,并对环境友好。
3.2 纳米蒸馏技术纳米蒸馏技术是近年来发展起来的一种新型技术,它可以在微观尺度上进行蒸馏。
该技术可以有效地分离和纯化微小颗粒,具有很大的应用潜力。
3.3 超临界流体蒸馏超临界流体蒸馏是一种新兴的蒸馏技术,它通过在高温高压条件下使用超临界流体进行分离。
这种技术具有高效、环保的特点,被广泛应用于食品、药品等领域。
总结起来,蒸馏作为一种常见的分离技术,在工业生产和实验室研究中扮演着重要角色。
通过掌握蒸馏的定义、原理、应用和未来发展趋势,我们可以更好地理解和应用这一技术,为各个领域的发展提供支持。
未来,随着科技的进步,蒸馏技术将不断被创新和改进,为人类创造更多的卓越成果。
蒸馏
一、简单蒸馏与平衡蒸馏 1、简单蒸馏 2、平衡蒸馏(闪蒸)
特点:简单蒸馏和平衡蒸馏——
一次部分汽化
二、精馏原理
精馏——多次部分汽化与多次部分冷凝
一次汽化与一
次冷凝的t-y-x图
y3
y 2
B
x x2 x1 3
tF
2 x3 x
y3
A
x1 x2
对角线
y=x 为辅助曲线
y-x曲线上各点具有不同
的温度;
平衡线离对角线越远,挥 发性差异越大,物系越易分 离。 0 即:在一定压力下,给出一个物质A在液相 pA yA x A 浓度x,其在饱和状态时(温度),则A在汽 p总 相中的浓度y?
上次课内容
蒸馏的概念:蒸馏、精馏、轻(重)组分,简 单蒸馏、平衡蒸馏,二组分蒸馏,常压蒸馏等 纯组分的饱和蒸汽压 (平衡时) 理想液体液体混合物平衡时上方蒸汽压(拉乌 尔定律) pA=pA0·A x t-y-x图(两条线,三个区域) 温度上升及下降时变化 0 0 0 p pB p A p pB t-y-x x xA 0 0 y p A pB 0 0 p p A pB x 汽液平衡关系式 y 1 ( 1) x
两式相减
Vy Lx Dx D
——两操作线的原始方程
(V V ) y ( L L) x ( DxD WxW )
而我们知
DxD WxW FxF
整理后得:
( L L qF )
'
(V ' V (q 1) F )
——q线方程 例7-3p269
上次课内容
y 1 y
蒸馏
蒸馏化工生产中经常要处理由若干组分所组成的混合物,其中大部分是均相物系。
生产中为了满足贮存、运输、加工和使用的要求,时常需要将这些混合物分离成为较纯净或几乎纯态的物质或组分。
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。
这种操作是将液体混合物部分气化,利用其中各组分挥发度不同的特性以实现分离的目的。
它是通过液相和气相间的质量传递来实现的。
蒸馏过程可以按不同方法分类。
按照操作方式可分为间歇和连续蒸馏。
按蒸馏方法可分为简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏和特殊精馏等。
当一般较易分离的物系或对分离要求不高时,可采用简单蒸馏或闪蒸,较难分离的可采用精馏,很难分离的或用普通精馏不能分离的可采用特殊精馏。
工业中以精馏的应用最为广泛。
按操作压强可分为常压、加压和减压精馏。
按待分离混合物中组分的数目可以分为两(双)组分和多组分精馏。
因两组分精馏计算较为简单,故常以两组分溶液的精馏原理为计算基础,然后引申用于多组分精馏的计算中。
在本章中将着重讨论常压下两组分连续精馏。
蒸馏在化学工业中应用十分广泛,其历史也最为悠久,因此它是分离(传质)过程中最重要的单元操作之一。
在前面我们已经知道,蒸馏是气液两相间的传质过程,因此常用组分在两相中的浓度(组成)偏离平衡的程度来衡量传质推动力的大小。
传质过程是以两相达到相平衡为极限的。
由此可见,气液相平衡关系是分析蒸馏原理和进行设备计算的理论基础,故在讨论精馏过程的计算前,首先简述相平衡关系。
相平衡是《物理化学》课程的基本内容,本章侧重于论述其在化学工程中的应用,且讨论的只限于两组分理想溶液。
本节包含四个部分的内容:拉乌尔定律相律相图相对挥发度。
拉乌尔定律根据溶液中同分子间的与异分子间的作用力的差异,可将溶液分为理想溶液和非理想溶液两种。
实验表明,理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律(Raoult's Law),即:式中溶液上方组分的平衡分压,Pa;同温度下纯组分的饱和蒸气压,Pa;(下标A表示易挥发组分、B表示难挥发组分)通常略去上式中的下标,习惯上以线x表示液相中易挥发组分的摩尔分率,以(1-x)表示难挥发组分的摩尔分率;以y表示气相中易挥发组分的摩尔分率,以(1-y)表示难挥发组分的摩尔分率。
蒸馏
q 线方程或进料方程: y q x xF
q 1 q 1
,代表两操作线交点的轨迹方程,是通过点(xF,xF)
的直线,其斜率为 q 。图解理论板层数的方法称为麦克布-蒂利法,简称 M-T 法。
q 1
有时从塔顶出来的蒸气先在分凝器中部分冷凝,冷凝液作为回流,未冷凝的蒸气再用全凝器 冷凝,凝液作为塔顶产品。因为离开分凝器的气相与液相可视为互相平衡,故分凝器也相当于一 层理论板。此时精馏段的理论板层数应比相应的梯级数少一。
精馏塔内装有若干层塔板或填充一定高度的填料,还需要塔底再沸器和塔顶冷凝器。再沸器
的作用是提供一定量的上升蒸气流,冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流,
因而精馏塔能连续稳定地进行。
n 层塔板附近(上层 n-1;下层 n+1):tn+1>tn-1;xn<xn-1;yn>yn+1 。即离开第 n 板的液相中易 挥发组分的浓度较加入该板时的减低,而离开的气相中易挥发组分浓度又较进入的增高。
90
t
2
J
80 t
1
A
70
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
x
y
1
1
成大于液相组成。若汽、液两相组成相同,则气相露点温度总是大于液相的泡点温度。
x-y 图 对于大多数溶液,两相达到平衡时,y 总是大于 x,故平衡线位于对角线上方,平衡
线偏离对角线愈远,表示该溶液愈易分离。实际溶液中以正偏差溶液为多。
就被唯一地确定了。
所谓理想物系是指(1)液相为理想溶液,遵循拉乌尔定律;(2)气相为理想气体,遵循道尔
蒸馏
现场
32
连续精馏流程图
组成:
塔体、塔板(填料)、再沸器、 冷凝器
温度分布规律
塔底温度最高,越往上温度 越低,塔顶温度最低。
气液组成的变化规律
越往上易挥发组分含量越高, 越往下难挥发组分含量越高。
理论板
离开塔板的气液两相达到平 衡状态且液相组成均匀一致 时,该塔板称为理论板。
演示
37
xn
xn 1 yn 1 yn
第四节 双组分连续精馏计算
38
物料衡算
F—原料(液)摩尔流量,kmol/h; D—馏出液摩尔流量,kmol/h; W—釜残液摩尔流量,kmol/h; 总物料衡算 易挥发组分的物料衡算
D xD F xF
F D W
D F ( xF xW ) xD xW
连续精馏流程图
35
动画演示
36
塔板的作用
以第n层板为例来说明塔板的作用, 其上为第n-1层板,其下为第n+1层 板。 来自n-1层板组成为xn-1 的液体与来 自n+1层板组成为yn+1的蒸汽在第n层 板上接触。 由于xn-1 与yn+1 不平衡,而且蒸汽的 温度(tn+1 )比液体的温度(tn-1 ) 高,所以,组成为yn+1 的蒸汽在第n 层板上部分冷凝,并使xn-1的液体部 分汽化。
0 A
0 B
22
气液相平衡方程 (相对挥发度α表示)
当压力不太高时,根据分压定律有:
A pA / x A B pB / x B
yA xA 1 xA 1 yA
p yA / x p yB / x
A B
x y 1 ( 1) x
蒸馏
蒸馏过程仿真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。
与其它的分离手段,如萃取、吸附等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂,从而保证不会引入新的杂质。
不同组分液体具有不同的沸点,是蒸馏最基本的理论依据。
在相同温度下,液体上方各个组分蒸气的分压也有所不同。
参考二元单相液体的相图,当由液体A和B按一定比例配成的混合液(设A的浓度为c1)经过加热后到达沸点线,然后通过无差异的气液平衡(从1到2),在生成的气相中得到A的含量为c2的混合气;该气体经过降温冷凝后收集便得到具有新组成(A浓度为c2)的液体。
按图例来讲,就是左侧的A组分被提纯了(因为C2大于c1)。
蒸馏有两种形式:1.简单蒸馏,如制造蒸馏水以去处其中溶解的固体杂质;制造蒸馏酒以浓缩酒精,去除部分水分;2.精馏,也叫分馏,在一个设备中进行多次部分汽化和部分冷凝,以分离液态混合物,如将石油经过分馏可以分离出汽油、柴油、煤油和重油等多种组分。
蒸馏设备是一种在高真空条件下进行的分离技术。
具有蒸馏温度低,体系真空度高,物料受热时间短,分离程度高等特点;且分离过程不可逆,没有沸腾鼓泡现象。
非凡适用于分离高沸点、热敏性和易被氧化的物质,已被广泛应用于医药行业的维生素和中草药有效成分-的提取、石油化工、食品工业、化妆品工业和农业等各行各业。
分子蒸馏设备(molecular distillation equipment)分子蒸馏亦称短程蒸馏.它是一项较新的尚未广泛应用于工业化生产的液-液分离技术.其应用能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题.分子蒸馏与常规蒸馏技术相比有以下特点:1.普通蒸馏是在沸点温度下进行分离操作:而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差.就可以在任何温度下进行分离.因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点.2.普通蒸馏有鼓泡.沸腾现象:而分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发.操作压力很低.一般为0.1-1Pa数量级,受热时间很短.一般仅为十秒至几十秒.3.普通蒸馏的蒸发和冷凝是可逆过程.液相和气相之间处于动态相平衡,而在分子蒸馏过程中.从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上.理论上没有返回到加热面的可能性.所以分子蒸馏没有不易分离的物质.一套完整的分子蒸馏设备主要包括:分子蒸发器、脱气系统、进料系统、加热系统、冷却真空系统和控制系统。
蒸馏
每一块塔板是一个混合 分离器。
足够多的板数可使各组 分较完全分离。
(4) 精馏过程的回流
•
回流的作用: 提供不平衡的气液两相,是构成气液两相传质的 必要条件。 精馏的主要特点就是有回流。
回流包括:
塔顶回流液
塔底回流汽
三、精馏过程的基本计算
1.全塔物料衡算的方法
F D W Fx F Dx D Wx W
D, xD F, xF
式中:F、D、W—原料液、 塔顶馏出液、塔底釜残液的 流量,kmol/h xF、xD、xW—原料液、塔 顶馏出液、塔底釜残液的组 成,摩尔分率
W, xW
2.精馏岗位其他工艺计算
(1)精馏成品收率的计算 精馏成品收率是指精馏实际产品量与原 料中该组分的质量之比,以百分数表示。 计算公式为:
蒸馏单元 介绍完毕
谢谢大家!
t~y
t~x
液相区 tB
理想溶液气液相平衡
将温度为t5,组成为y1(点 E)的过热蒸汽冷却,当温 度降到t4时(点D),混和气 开始冷凝,产生第一滴液 体,因此饱和蒸汽线又称 露点线,对应的液相组成 为x1。
因此只有将液体部分汽化,才能起到分离作用。 所以蒸馏操作必须在气液两相共存区内进行。
三、 简单蒸馏
蒸馏
蒸馏的主要内容
一、 二、 三、 四、 五、 六、
概述 蒸馏基本原理和简单蒸馏 精馏原理与流程 精馏设备 精馏的操作 特殊蒸馏
概述
蒸馏是分离液体混合物典型的单Fra bibliotek操作。
1.蒸馏分离的依据
将液体混合物部分气化,利用其中各组分挥发度不同 的特性而达到分离目的的单元操作。 这种分离操作是通过液相和气相间的质量传递来实现 的。例如:03区轻沸塔C-350进料为DOX与少量轻沸物 甲醇等的混合液,在塔的底部控制温度77℃,塔顶控 制温度72℃,操作压力微正压。由于甲醇的沸点沸 64.8 ℃,较DOX的沸点75℃低,即其挥发度较DOX的 高,故甲醇较DOX易于从液相中气化出来。经过蒸馏, 使甲醇等轻组分和DOX(重组分)得以分离,从而在 塔底得到高纯度的DOX。
什么是蒸馏
什么是蒸馏蒸馏是一种常用的分离和精炼技术,能够有效分离出由混合体组成的溶液中的有效成分。
它广泛应用于化学,制药,食品工业以及国防军事领域,为提高人们的生活水平和国家安全提供了重要技术支持。
本文就蒸馏技术及其应用做出如下介绍。
一、蒸馏的定义蒸馏是一种将物质分离的技术,通过蒸除溶液中的一部分物质,将溶剂和溶质以不同的温度分离提炼出来。
蒸馏到底是分离物质还是精炼物质,取决于溶液的原始状态。
例如,水中溶解的盐如果被蒸除,那么就是分离技术;但如果水中溶解的汽油被蒸除,那么就是精炼技术。
二、蒸馏的基本原理蒸馏是通过滴定法或温度分离手段来达到蒸发和凝结分离技术的。
其基本原理是利用液体的蒸发温度和液体的凝结温度,将液体中的元素蒸发、凝结并收集的方法。
当液体的蒸发温度低于液体的沸点时,蒸气就能够在液体表面自由蒸发;当液体的凝结温度低于液体的凝结点时,液体的蒸气就能够自由凝结并收集。
当蒸除的温度低于液体的沸点时,液体中溶质的溶解度会降低,可以达到分离液体中不同溶质的目的。
三、蒸馏的类型蒸馏技术有很多种,其中常用的蒸馏技术分为减压蒸馏、凝结蒸馏两种:(1)减压蒸馏减压蒸馏是将液体充入容器,经过蒸馏塔将其减压蒸发,使液体蒸发温度降低,使其中的部分溶质从液体中蒸发而出,然后在冷凝器处接收和收集溶质的技术。
(2)凝结蒸馏凝结蒸馏是采用冷却凝结的方法,通过将液体冷却到凝结温度,使液体中的一部分物质凝结,然后将成液体的物质抽出的技术。
四、蒸馏的应用(1)工业蒸馏蒸馏技术广泛用于各种工业生产,如炼油厂和石油化工厂蒸馏提纯原料油、馏分油以及生产汽油和柴油等产品;而制药工业也采用蒸馏技术来提纯有效药物;食品业也采用蒸馏技术来处理原料汁液。
(2)核武器防护蒸馏技术广泛用于国防科技领域,如核武器防护材料的生产,采用蒸馏技术可以将原料中的有效成分进行分离和精炼,从而实现防护效果。
五、总结蒸馏是一种技术,能够有效分离出由混合体组成的溶液中的有效成分。
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第六章1.常压下含苯45%(摩尔分数)的苯、甲苯混合物,设该混合物液相近似为理想溶液,试确定混合物的泡点温度和露点温度以及泡点和露点温度下,呈平衡的气相及液相组成。
2.采用Antoine方程估算总压力为10kPa,温度为116℃时,苯酚和邻甲苯酚混合物的气液相平衡组成。
已知该物系为理想溶液。
3.已知常压下苯、甲苯混合物的气相中含苯20%(摩尔分数),试计算与之相平衡的液相组成和平衡温度。
4.苯、甲苯精馏塔中,①已知塔顶温度为82℃,塔顶蒸气组成为苯0.95,甲苯0.05(摩尔分数),求塔顶操作压力;②若塔釜操作压力为100kPa,温度为107℃,试确定釜液的组成。
5.实验测得常压下丙酮(A)和水(B)混合物的气液相平衡组成为y A=0.839,x A=0.4(以上均为摩尔分数),试求此时对应的相对挥发度。
6.常压下将含甲醇60%(摩尔分数)的水溶液进行简单蒸馏,设操作范围内该物系的平衡关系近似为y=0.46x+0.55,试求蒸出釜液量1/3时所得馏出液和釜液的组成。
7.若题6改用平衡蒸馏方法分离,并设汽化率仍为1/3,则馏出液和釜液的组成分别为多少?8.从苯、甲苯精馏塔精馏段内的一块理论板上,取其流下的液体样分析得,含苯的摩尔分数为x n=0.575,测得板上液体的温度为90℃。
已知塔顶产品组成x D=0.9(摩尔分数),回流比为2.5。
试求进入该理论板的液相及气相组成x n-1、y n+1,离开塔板的蒸气组成y n 以及该塔板的操作压力。
9.在一连续精馏塔中分离CS2和CCl4混合物。
已知物料中含CS230%(摩尔分数,下同),进料流量为4000kg/h,若要求馏出液和釜液中CS2组成分别为97%和5%,试求馏出液和釜液的摩尔流量。
10.用连续精馏方法分离乙烯、乙烷混合物。
已知进料中含乙烯88%(摩尔分数,下同),流量为200kmol/h。
今要求馏出液中乙烯的回收率为99.5%,釜液中乙烷的回收率为99.4%,试求所得馏出液、釜液的流量和组成。
11.醋酸水溶液精馏塔进料中含醋酸65%(摩尔分数,下同),操作时馏出液摩尔流量与进料摩尔流量之比为0.34,所得釜液中含醋酸98%,求此时釜液中醋酸的回收率。
12.在常压下精馏乙醇水溶液,进料中含乙醇30%(质量分数),进料温度为40℃,求此时进料的热状态参数。
乙醇水的t-x-y数据见附录。
13.常压乙醇水精馏塔,塔底用饱和水蒸气间接加热,进料含乙醇14.4%(质量分数),进料流量为80kmol/h。
设精馏段上升蒸气的流量为100kmol/h,塔顶全凝器中冷却税金、出口温度分别为25℃和30℃。
若不计热损失,试分别计算:①进料为饱和液体②进料为饱和蒸气③进料为q=1.1的过冷液体,三种情况下再沸器的加热蒸气消耗量和全凝器的冷却水消耗量。
14.常压下分离丙酮水溶液的连续精馏塔,进料中含丙酮50%(摩尔分数,下同),其中气相占80%。
要求馏出液和釜液中丙酮的组成分别为95%和5%,若取回流比R=2,试按进料流量为100kmol/h,分别计算精馏段和提馏段的气相流量q nV、q nV′和液相流量q nL、q nL′,并写出相应的两段操作方程和q线方程。
15.某连续精馏塔的操作方程分别为:精馏段:y n+1=0.723x n+0.263提馏段:y n+1=1.25x n-0.0187设进料为泡点液体,试求上述条件下的回流比,以及馏出液、釜液和进料的组成。
16.试用图解法求题14所需的理论塔板数及进料位置。
丙酮水混合物的平衡数据如附表所示。
17.常压下用连续精馏方法分离甲醇水溶液,要求馏出液中含甲醇不低于0.95(摩尔分数,下同),釜液中含甲醇不大于0.04。
设进料为泡点液体,其中甲醇组成为0.6,又回流比取 1.2,试利用图解法求所需的理论塔板数及适宜进料位置。
甲醇水溶液的相平衡数据见附录。
若进料状态改为饱和蒸气,求此时的理论塔板数和进料位置。
18.试结合教材中的例6.5.1,编制一求理论塔板数程序进行计算,并核对该例的计算结果。
19.利用图解法求题17条件下的最小回流比和最少理论塔板数。
20.某双组分溶液在操作条件下的相对挥发度为2,连续精馏时,进料中气相占1/4,混合组成等于0.4(易挥发组分的摩尔分数,下同)。
若要求馏出液的组成为0.98,试求此时的最小回流比和进料中的气、液相平衡组成。
21.试利用简捷法求题10所需的理论塔板数和进料位置。
设操作条件下乙烯对乙烷的相对挥发度可取1.76,进料为泡点液体,回流比取1.3R min。
22.常压下分离乙醇水溶液的连续精馏塔,进料为含乙醇20%(摩尔分数,下同)的泡点液体。
要求馏出液中乙醇达86%,釜液中乙醇不大于2%。
取回流比为1.7R min,试利用图解法求此时的R min以及所需的理论塔板数和进料位置。
为提高图解的精度,宜将x-y 图局部放大。
23.设题17中,塔釜改用直接蒸气加热,并维持x D、x W和R等不变,试利用图解法求所需的理论塔板数,并以100kmol/h进料流量为基准,比较两种加热情况下甲醇在馏出液中的回收率;又若要求直接蒸气加热时的x D和回收率与间接蒸气加热时的相同,则此时x W应降为多少?24.设题17中塔顶的回流液温度低于泡点20℃,其余的给定条件不变,试求此时塔内的实际回流比和精馏段的操作方程。
25.某双组分精馏塔,塔顶除全凝器外还设有分凝器。
已知进分凝器的上升蒸气组成y1=0.96(易挥发组分的摩尔分数,下同),由分凝器回流入塔的泡点液相组成x0=0.95。
设该物系的相对挥发度α=2,试求全凝其中所得馏出液的组成,并写出此时的精馏段操作方程。
26.含氨30%(摩尔分数,下同)的水溶液在泡点下加至一回收塔的塔顶,流量为100kmol/h。
要求蒸出气相中含氨80%,氨的回收率为92%。
操作条件下氨水的平衡数据如下表:27.组成为0.6(摩尔分数,下同)、流量为100kmol/h和组成为0.2、流量为200kmol/h 的两股乙醇水溶液,分别在适宜的位置加入一常压连续精馏塔,进料均为泡点液体,要求馏出液和釜液中乙醇的组成分别为0.8和0.02,设操作回流比为2,试求:①馏出液和釜液的流率;②利用图解法求所需的理论塔板数28.常压下分离乙醇水溶液的精馏塔,进料为饱和液体,其中含乙醇16%(摩尔分数,下同),操作回流比为2。
要求馏出液和釜液中乙醇的组成分别为77%和2%,同时还于精馏段某处引出乙醇组成为50%的侧线液体,其摩尔流量为馏出液流量的1/3。
试利用图解法求所需的理论塔板数。
29.A和B的双组分混合物,其相对挥发度αAB=4。
今将含A20%(摩尔分数,下同)的饱和蒸气连续加至精馏塔的底部,流量为100kmol/h。
在恒摩尔流条件下,若要求馏出液和釜液中A的组成分别为95%和10%,试求此时的回流比,并用逐板计算法求所需的理论塔板数。
30.苯、甲苯常压连续精馏塔,在全回流条件下测得某相邻两块实际塔板液相组成(摩尔分数)分别为0.28和0.41,设该物系的相对挥发度αAB=2.47,试求其中下层塔板的默弗里效率,分别以气相和液相表示之。
31.在连续精馏塔中分离相对挥发度α=3的双组分混合物,进料为饱和蒸气,其中含易挥发组分A50%(摩尔分数,下同)。
操作时的回流比R=4,并侧得两端产品中A的组成分别为90%和10%,试写出此操作条件下该塔的提馏段操作方程。
若已知塔釜上方那块实际塔板的气相默弗里效率E MV=0.6,试求该实际塔板上升蒸气的组成。
32.某连续精馏塔有16块实际塔板,总板效率为0.5,用以分离相对挥发度αAB=2的双组分混合物,已知进料为含A 35%(摩尔分数)泡点液体,加至由上往下计数第10块实际塔板上,操作时的回流比为3,两端产品的摩尔流量之比为q nD/q nW=0.8。
试编制一操作型计算的程序,并求上述操作条件下两端产品的组成。
33.现场某连续精馏塔,操作一段时间后由于再沸器结垢使传热能力降低,此时馏出液和釜液的组成将有何变化?若要求维持原来的馏出液组成,应采取什么措施?会带来什么影响?34.连续精馏塔操作中,若进料组成z F有所降低,仍要求馏出液流量不变,则馏出液和釜液的组成有何变化?如仍要求维持馏出液的组成不变,可采取哪些措施?35.某连续精馏经过一段时间操作,出现塔顶温度升高,塔底温度降低,试分析两端产品组成有何变化?产生此现象有可能是由于哪些原因?针对不同原因提出措施,使之恢复正常生产。
36.在精馏系统的设计和操作中,为降低系统的能耗可考虑采用哪些技术和措施?试举例说明。
37.在烃类混合液中含正己烷(A)33%(摩尔分数,下同),正庚烷(B)34%和正辛烷(C)33%。
已知其泡点温度在70-100℃之间,试分别利用相平衡常数法与相对挥发度法,求常压下该混合液的泡点温度和气相平衡组成。
38.一分离正己烷(A)、正庚烷(B)和正辛烷(C)的精馏塔,进料组成z FA=0.33, z FB=0.34,z FC=0.33。
要求馏出液中正庚烷组成x DB<0.01,釜液中正己烷组成x WA<0.01(以上均为摩尔分数),试以进料流量100kmol/h为基准,按清晰分割预计两端产品的流量和组成。
39.用一连续精馏塔分离A、B和C组成的三元混合物,要求馏出液回收进料中98%的B,釜液回收进料中96%的C,已知进料组成和操作条件下各组分的平均相对挥发度如下表:试按Hengstabeck法预计各组分在两端产品中的组成。
40.设提39种,进料为泡点液体,操作时各组分的平均相对挥发度分别为αAC=4.615,αBC=2.077,αCC=1,若取回流比为最小回流比的1.5倍,试利用简捷法求所需的理论塔板数和进料位置。