精馏原理1s
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。
精馏操作原理
精馏操作原理
精馏操作原理是利用物质间沸点或挥发度的不同，通过加热、蒸发、冷凝等物理手段实现混合物的分离。
具体来说，精馏过程包括汽化、冷凝、回流等步骤，通过控制加热温度、冷凝温度和操作压力等条件，使混合物中各组分得到分离和纯化。
精馏操作中，首先将原料加热汽化，使其中的轻组分和重组分分别向汽相和液相分布。
汽相通过多次冷凝和再沸，各组分逐次富集，最后得到高纯度的轻组分产品。
液相则通过多次蒸发和冷凝，各组分逐次贫化，最后得到高纯度的重组分产品。
精馏操作的关键在于控制加热温度、冷凝温度和操作压力等条件，使各组分得到充分的分离和纯化。
同时，还需考虑设备的效率、能耗、稳定性等方面的问题。
精馏操作在石油、化工、轻工等领域得到广泛应用，是工业上实现液体混合物分离的重要技术之一。
蒸馏或精馏的基本原理
蒸馏或精馏的基本原理
蒸馏和精馏是常用的分离技术，其基本原理在化工生产和实验室中被广泛应用。
蒸馏和精馏是通过液相和气相之间的分馏作用实现的，本文将详细介绍这两种技术的基本原理及其区别。
蒸馏的基本原理
蒸馏是将液体混合物在受热的装置中加热，使其转变为气态，然后再将气态物
质冷凝并收集的分离方法。
其基本原理是利用不同物质的沸点差异来实现分离。
在蒸馏过程中，混合物中沸点较低的物质首先蒸发，然后冷凝成为液体，从而实现物质的分离。
蒸馏通常分为简单蒸馏和精馏两种类型。
简单蒸馏适用于沸点差异较大的混合物，而精馏则适用于沸点差异较小的混合物。
精馏的基本原理
精馏是蒸馏的一种改良方法，用于分离沸点接近的液体混合物。
与简单蒸馏不同，精馏在蒸馏过程中通过多次蒸馏操作来提高纯度，实现更精确的分离。
在精馏过程中，混合物经过加热蒸发、冷凝以及收集凝结液体的多个循环，从而逐渐提高目标物质的纯度。
精馏的基本原理是利用混合物中各组分的沸点差异来不断分离混合物，通过多
次蒸馏操作使得目标物质逐渐富集在收集液体中。
精馏可以更有效地提高混合物的纯度，广泛应用于化工生产、制药和食品工业中。
总结
蒸馏和精馏是重要的分离技术，通过利用不同物质的沸点差异来实现混合物的
分离。
蒸馏适用于沸点差异较大的混合物，而精馏则适用于沸点差异较小的混合物。
精馏通过多次蒸馏操作提高纯度，广泛应用于化工生产和实验室分离技术中。
在实际应用中，根据需要选择合适的蒸馏或精馏方法来实现目标物质的分离。
(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
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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
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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。
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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。
精馏原理和流程
1－4精馏原理和流程1．掌握的内容：精馏分离过程原理及分析2．重点：精馏原理、精馏装置作用3．难点：精馏原理，部分气化和部分冷凝在实际精馏操作中有机结合的过程。
1.4.1 精馏原理精馏原理是根据图1-7所示的t-x-y图，在一定的压力下，通过多次部分气化和多次部分冷凝使混合液得以分离，以分别获得接近纯态的组分。
理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分，多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分，但因产生大量中间组分而使产品量极少，且设备庞大。
工业生产中的精馏过程是在精馏塔中将部分气化过程和部分冷凝过程有机结合而实现操作的。
1.4.2 精馏装置流程一、精馏装置流程典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、冷凝器、再沸器等，如图1-8所示。
用于精馏的塔设备有两种，即板式塔和填料塔，但常采用的是板式塔。
连续精馏操作中，原料液连续送入精馏塔内，同时从塔顶和塔底连续得到产品（馏出液、釜残液），所以是一种定态操作过程。
二、精馏装置的作用精馏塔以加料板为界分为两段，精馏段和提馏段。
1．精馏段的作用加料板以上的塔段为精馏段，其作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。
2．提馏段的作用包括加料板在内的以下塔板为提馏段，其作用逐板提取下降的液相中易挥发组分。
3．塔板的作用塔板是供气液两相进行传质和传热的场所。
每一块塔板上气液两相进行双向传质，只要有足够的塔板数，就可以将混合液分离成两个较纯净的组分。
4．再沸器的作用其作用是提供一定流量的上升蒸气流。
5．冷凝器的作用其作用是提供塔顶液相产品并保证有适当的液相回流。
回流主要补充塔板上易挥发组分的浓度，是精馏连续定态进行的必要条件。
精馏是一种利用回流使混合液得到高纯度分离的蒸馏方法。
1－5两组分连续精馏的计算1．掌握的内容：(1)精馏塔物料衡算的应用。
(2)操作线方程和q线方程及其在x-y图上的作法和应用。
(3)理论板和实际板数的确定（逐板计算法和图解法）、塔高和塔径的计算。
化工原理-精馏原理
化工原理：精馏原理一、什么是萃取精馏在被分离的混合物中加入萃取剂萃取剂的存在能使被分离混合物的组分间的相对挥发度增大。
精馏时其在各板上基本保持恒定的浓度而且从精馏塔的塔釜排出这样的操作称为萃取精馏。
例如从烃类裂解气的碳四馏分费力丁二烯时由于碳四馏分的各组分间沸点相近及相对挥发度相近的特点而且丁二烯与正丁烷还能形成共沸物采用普通的精馏方法是难以将丁二烯与其它组分加以分离的。
如果采用萃取精馏的方法在碳四馏分中加入乙腈做萃取剂则可增大组分间的相对挥发度使得用精馏的方法能将沸点相近的丁二烯、丁烷和丁烯分离。
碳四馏分经过脱碳三、和碳五馏分后进入丁二烯萃取剂精馏塔在萃取剂乙腈的存在下使丁二烯包括少量的炔烯、乙腈与其它组分分开从塔釜采出并进入解析塔在此塔中丁二烯、炔烯从乙腈中解析出来萃取剂循环使用。
丁二烯、炔烯进入炔烯萃取精馏塔丁二烯从塔顶逸出经水洗得到成品丁二烯。
二、萃取剂的选择原则是什么对于萃取精馏来说萃取剂常常可以选择出许多种。
如从碳四馏分种分离出丁二烯就可以找出多种萃取剂。
一般说来选择萃取剂的主要依据如下1.萃取剂的沸点应比被分离组分的沸点高的多否则萃取剂易从塔顶挥发损失掉。
2.萃取剂的选择性要大。
被分离组分在萃取剂种相对挥发度增大的赴欧分离就容易也就是所选择的萃取剂选择性大。
选择性是选择萃取剂最主要的依据。
因为选择性的大小也就决定了被分离组分种轻重关键组分分离的难易程度。
因此塔板数的多少回流比的大小它影响到塔径也与它有密切的关系。
3.回收容易价廉易得。
4.萃取剂对被分离组分的溶解度要大这样塔板上的液体才能形成均相不会分层。
5.热稳定性、化学稳定性要好无毒性不腐蚀设备。
三、恒沸精馏和萃取精馏有什么区别1.3萃取精馏因萃取剂不从塔顶蒸出因此蒸气的消耗比恒沸精馏为少。
2.萃取精馏的萃取剂不必要与分离系统中的某组分形成共沸物而要求它的蒸气压远小于分离混合物的蒸气压因此萃取剂的选用范围比较大。
3.萃取精馏的操作条件与恒沸精馏相比可以在较大的范围内变动。
精馏的基本知识
精馏的基本知识
精馏是一种物质分离的方法，通过对混合物进行加热，使其中的成分以不同的沸点蒸发，然后再冷凝成液体。
这样，就可以利用不同成分之间的沸点差异来进行分离。
精馏的基本原理是利用混合物中不同成分的沸点差异，使液体成分蒸发后冷凝回流，分离出纯净的组分。
具体步骤如下：
1. 加热混合物：将混合物加热至其中的成分开始蒸发。
加热的方式可以是直接加热或通过加热器。
2. 蒸汽冷凝：将蒸发的气体通过冷凝器冷却，使其变为液态。
冷凝可以采用冷水或其他冷却介质进行。
3. 分离纯净成分：冷凝后的液体被收集并用于分离纯净成分。
分离可以通过收集液体的不同组分，或者通过进一步加热蒸发、冷凝的循环操作来提高纯度。
值得注意的是，精馏的有效性取决于混合物中各组分之间的沸点差异。
如果沸点差异较小，可能需要采用多次精馏或者配合其他分离方法。
此外，精馏还需考虑各组分的物化性质、操作压力等因素。
精馏实验原理和基本理论
精馏实验原理和基本理论一、基本原理精馏分离是根据溶液中各组分挥发度（或沸点）的差异，使各组分得以分离。
其中较易挥发的称为易挥发组分（或轻组分），较难挥发的称为难挥发组分（或重组分）。
它通过汽、液两相的直接接触，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发组分由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传递过程。
对于二元物系，在已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数N T 。
按照式（5-1）可以得到总板效率ET，其中NP为实际塔板数。
%100⨯=PTT NNE（1) 精馏塔包括精馏段和提馏段。
精馏段操作方程为：111Dn nxRy xR R+=+++(2)提馏段操作方程为：1n n wL qF Wy x xL qF W L qF W++=-+-+-其中，R为操作回流比，F为进料摩尔流率，W为釜液摩尔流率，L为提馏段下降液体的摩尔流率，q为进料的热状态参数，部分回流时，进料热状况参数的计算式为：mm FBP pmrr ttCq+ -=)((3)式中：tF—进料温度，℃。
tBP—进料的泡点温度，℃。
C pm —进料液体在平均温度（tF+ tP）/ 2下的比热，kJ/（kmol．℃）。
rm—进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol。
C pm =Cp1M1x1+Cp2M2x2，kJ/（kmol．℃）r m =r1M1x1+r2M2x2，kJ/kmol (4)式中：Cp1，C p2——分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/（kg．℃）。
r1，r2——分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg。
M 1，M2——分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kg/kmol。
x1，x2——分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。
二、全回流和最小理论板层数1. 全回流的概念若上升至塔顶的蒸汽经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔内，该回流方式称为全回流，全回流时的回流比为（5）在全回流下，精馏段操作线的斜率和截距分别为（6）（7）此时，在x–y图上，精馏段操作线及提馏段操作线与对角线重合，全塔无精馏段和提馏段之区分，两段的操作线合二为一，即(8)应予指出，在全回流操作下，塔顶产品D为零，一般和也均为零，即不向塔内进料，也不从塔内取出产品，装置的生产能力为零，因此对正常生产并无实际意义。
精馏提纯的原理
答辩人：xxx
指导老师：xxx
精馏提纯的原理
目录
精馏提纯的原理
精馏是一种常用的分离液体混合物的方法，其原理基于物质的沸点差异。在精馏过程中， 混合物被加热至沸腾，然后进行冷却和收集。不同沸点的物质在沸腾和冷却过程中以不同 的速度冷凝和收集。通过这种方式，可以分离出高沸点和低沸点物质，实现混合物的提纯 以下是一些精馏提纯的基本原理
精馏提纯的原理
沸点差异：精馏的原理基于不同物质的沸点差异。沸点是物质在特定压力下沸腾的温度。不同物质的
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沸点不同，这使得它们在加热和冷却过程中的行为也不同。在精馏过程中，混合物被加热至沸腾，然 后进行冷却和收集。高沸点物质在加热过程中会首先沸腾并被分离出来，而低沸点物质则会在更低的
温度下沸腾并被分离出来 蒸馏柱：精馏过程中使用蒸馏柱来促进混合物的分离。蒸馏柱的作用是提供足够的接触面积，使上升
质的纯度，直到达到所需的纯度为止
精馏提纯的原理
总的来说，精馏提纯的原理是基于不同物质的沸点差异，通过加热、冷却和收集的过程实 现混合物的分离。这个过程需要使用蒸馏柱、控制操作条件和进行多次蒸馏或分馏来提高 分离效果和纯度。精馏是一种广泛应用于化工、医药、食品等领域的重要分离技术，被广 泛应用于各种产品的生产和提纯过程中。除了上述提到的基本原理外，精馏提纯还需要考 虑以下因素
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操作条件：精馏的操作条件对分离效果有很大影响。操作条件包括加热温度、冷却温度、蒸馏速度、 蒸馏柱的高度和直径等。这些条件需要根据具体的混合物进行调整，以达到最佳的分离效果
重复使用：为了提高分离效果和降低成本，精馏过程中通常会使用多次蒸馏或分馏。多次蒸馏或分馏
5 是指将混合物进行多次加热和冷却，以进一步分离出高沸点和低沸点物质。这个过程可以逐步提高物
精馏的原理是什么
精馏的原理是什么
精馏是一种通过不同物质的沸点差异来分离混合物的方法。
其基本原理是利用物质在不同温度下的沸点差异，通过加热混合物使其中的成分逐渐汽化，再通过冷凝使其凝结成液体，从而实现分离。
在精馏过程中，混合物首先被加热至沸点，此时其中挥发性成分的汽化开始。
因为沸点是受压力影响的，所以常将精馏过程进行于密闭的设备中，如酒精蒸馏中的蒸馏器。
汽化的气体进入冷凝器，经过冷却后转化为液体，这是因为冷凝器内部较低的温度使得气体失去能量，导致分子之间的相互作用增强而凝结。
由于不同成分的沸点不同，因此通过逐渐加热和冷凝，液体中不同成分的汽化和凝结速度也会有所不同。
挥发性成分的汽化速度较快，而其他成分的汽化速度较慢。
当液体中的挥发性成分汽化完毕后，将残渣部分称为“渣”，而凝结的挥发性成分则称为“馏出物”或“馏分”。
通过不断重复加热和冷却的过程，可以逐渐使混合物中挥发性成分的纯度增加，达到所需的分离效果。
这种分离方法常见于石油化工行业，用于分离石油中的不同组分，如汽油、柴油等。
同时，精馏也广泛应用于实验室和化学工业中，用于分离纯化化合物或提纯溶剂等。
精馏原理
一、工艺原理1 精馏原理●化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。
分离互溶液体混合物有许多种方法，蒸馏是广泛应用的一种方法。
●液体具有挥发而成为蒸汽的能力。
各种液体的挥发能力不同，因此，液体混合物汽化后所生成的蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的，蒸馏就是藉液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作。
一、工艺原理●蒸馏按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏及特殊精馏等多种方法。
按操作压力可分为常压蒸馏、加压及减压（真空）蒸馏。
按操作是否连续可分为连续精馏和间歇精馏。
按原料中所含组分数目可分为双组分（二元）蒸馏及多组分（多元）蒸馏。
一、工艺原理●简单蒸馏：混合液加入蒸馏釜中，加热至沸腾，产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物，在蒸馏过程中釜内液体的易挥发组分浓度将不断下降，相应的蒸汽中的易挥发组分浓度亦随之降低。
因此，馏出液通常是按不同组成范围分罐收集的。
最终将釜液一次排出。
所以简单蒸馏是一个不稳定过程。
简单蒸馏只能使混合液部分地分离，故只适用于沸点相差较大而分离要求不高的场合，或者作为初步加工，粗略地分离多组分混合液，例如原油或煤油的初馏。
一、工艺原理一、工艺原理●平衡蒸馏：平衡蒸馏又称为闪蒸，是一连续稳定过程。
原料连续进入加热器中，加热至一定温度经节流阀骤然减压到规定压力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离器中分开，得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。
一、工艺原理●精馏：若将混合液加热至沸腾但只令其部分汽化，则挥发性高的组分，即沸点低的组分（称为易挥发组分或轻组分）在汽相中的浓度比在液相中的浓度要高，而挥发性低的组分，即沸点较高的组分（称为难挥发组分或重组分）在液相中浓度比在汽相中的要高。
同理，混合物的蒸汽部分冷凝，则冷凝液中难挥发组分的浓度要比汽相中的高，反之亦然。
多次进行部分汽化或部分冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分。
精馏的基本原理
精馏的基本原理精馏是一种常用的分离和纯化混合物的方法，广泛应用于石油化工、化学工程、生物工程等领域。
其基本原理是利用不同组分的沸点差异，在恰当的条件下使混合物分离为不同组分。
精馏过程中主要涉及到两个关键概念：馏分和回流。
馏分是指通过精馏过程分离出来的纯净组分。
在精馏塔中，混合物被加热至沸点，开始蒸发。
蒸汽在塔内上升时，与冷凝的液体发生热量交换，部分蒸汽冷凝成液体。
这些冷凝液体就是馏分，其含有较高纯度的目标组分。
回流是指将部分冷凝液体重新引入精馏塔的过程。
回流液体通过塔内的填料层，与向上运动的蒸汽进行充分的接触，以实现组分的分离。
回流液体的引入使得塔内温度分布更加均匀，提高了分离效率。
精馏的基本原理可以通过以下几个步骤来描述：第一步是加热混合物。
混合物被加热至沸点，开始蒸发。
不同组分的沸点不同，因此各组分的蒸汽部分不同。
第二步是蒸汽上升。
蒸汽在精馏塔内上升，与填料层进行热量交换。
填料层提供了大量的表面积，增加了蒸汽和液体之间的接触，促进了组分的传递。
第三步是冷凝液体。
在塔顶部分，蒸汽进入冷凝器，冷凝成液体。
这些液体称为馏分，含有较高纯度的目标组分。
第四步是回流液体。
部分冷凝液体被引入塔底部，作为回流液体重新进入塔内。
回流液体与蒸汽在填料层进行接触，以实现更好的分离效果。
第五步是收集馏分。
通过控制回流液体的流量和塔顶的温度，可以控制馏分的纯度和产量。
纯度较高的馏分在塔顶收集，而纯度较低的馏分在塔底收集。
总的来说，精馏是利用不同组分的沸点差异，在适当的条件下通过蒸发和冷凝来实现混合物的分离和纯化。
通过控制回流液体的引入和馏分的收集，可以实现对目标组分的高效分离。
精馏作为一种常用的分离技术，在化工领域发挥着重要的作用。
它不仅可以用于提取纯净的化学品，还可以用于分离和回收有机溶剂、去除杂质等。
同时，精馏技术也在不断发展和改进中，以提高分离效率和降低能耗，为工业生产提供更可靠的解决方案。
为何精馏,精馏基本原理
为何精馏,精馏基本原理
精馏是一种常用的分离技术，广泛应用于化工、食品加工、制药等领域。
本文将介绍精馏的基本原理和应用价值。
1. 精馏的定义
精馏是一种利用液体混合物中不同成分的沸点差异，通过加热混合物后蒸馏并在冷凝器中再将其冷凝成液体的分离技术。
通过反复的蒸馏和冷凝，可以将混合物中的各种成分按照其沸点高低逐渐分离出来。
2. 精馏的基本原理
在精馏过程中，液体混合物首先被加热至蒸发，形成蒸气，然后进入冷凝器，冷凝成液体。
在蒸气冷凝的过程中，其中含有的不同组分会在冷却器中逐渐凝结并被收集。
由于不同组分的沸点不同，因此在冷凝器中逐渐分离出来。
在实际的精馏过程中，通常会采用填料、板式塔等形式，增加气液接触面积，提高分馏效率。
精馏塔内部通过设定不同的温度梯度和操作压力，可以实现更精确的分离。
3. 精馏的应用价值
精馏技术具有以下几点优势： - 高效分离：通过反复的蒸馏和冷凝，可以实现对混合物中各种组分的高效分离。
- 精确控制：可以通过调整温度、压力等参数，实现对分馏过程的精确控制，适用于各种成分之间沸点相差较小的混合物。
- 广泛应用：在化工、制药、食品加工等领域都有广泛的应用，可以对各种类型的混合物进行有效处理。
总的来说，精馏是一种重要的分离技术，具有高效、精确、广泛的应用价值。
通过对精馏原理的深入了解，可以更好地应用该技术解决实际问题。
精馏的原理是什么
精馏的原理是什么
精馏是一种物质分离技术，利用不同物质的沸点差异来进行分离。
其原理是通
过加热混合液体，使其中一种或多种成分先沸腾成气体，再经冷凝器冷凝成液体，从而实现不同成分的分离。
在进行精馏过程中，首先需要将混合物加热至其中一种或多种成分的沸点，使
其转化为气体。
这要求混合物中的各种成分具有不同的沸点，才能实现有效的分离。
在加热过程中，沸点较低的成分首先转化为气体，通过蒸馏塔等设备，将气体冷却后变为液体，从而实现分离。
精馏的原理基于不同成分的沸点差异。
由于不同成分在相同条件下的沸点不同，因此在加热的过程中，沸点较低的成分首先转化为气体，而沸点较高的成分则仍然保持液态。
这样，就可以通过控制温度和压力，将混合物中的不同成分分离出来。
精馏的原理还涉及到冷凝器的作用。
在混合物中，经加热后转化为气体的成分，需要通过冷凝器冷却后才能重新变为液体。
冷凝器通常采用冷却水或其他冷却介质，将气体冷却后凝结成液体，从而实现分离。
精馏的原理在化工、石油、食品加工等领域得到广泛应用。
通过精馏技术，可
以将原料中的不同成分有效地分离出来，得到纯净的产品。
同时，精馏还可以用于废水处理、溶剂回收等环保领域，具有重要的应用价值。
总之，精馏的原理是基于不同成分的沸点差异，通过加热混合物使其转化为气体，再经冷凝器冷却成液体，实现不同成分的分离。
这种分离技术在化工生产和环保领域有着重要的应用，对于提高产品纯度和资源回收具有重要意义。
精馏基本原理
精馏基本原理精馏基本原理一、精馏的基本原理是什么？精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。
二、什么是挥发度？简述挥发度与沸点之间的关系。
挥发度就是表示物质挥发的难易程度。
在液体混合物中，挥发度大的物质沸点低，我们称之为易挥发组份（轻组份）；挥发度小的们称之为难挥发组份（重组份）。
例：V AC的沸点为73o C,HAC的沸点为118o C，V AC比HAC 的挥发度打，在其混合液中，我们称V AC为易挥发组份，HAC为难挥发组份。
三、蒸馏的方法有哪几种？蒸馏有简单蒸馏、精馏、特殊精馏三种。
简单蒸馏就是在蒸馏釜中装入一定量的混合液，在一定压力下，利用间接饱和水蒸气加热到沸腾，使混合液的易挥发组分得以部分汽化的过程。
简单蒸馏只能使混合液部分分离，在工业生产中一般用于混合液的初步分离（粗分离），或用来除去混合液中不挥发的物质。
如E055727、E055729就属于简单蒸馏。
采用简单蒸馏分离混合液，只能使混合液得到部分分离，若要求得到高纯度的产品，则必须采用多次部分汽化和多次部分冷凝，即精馏方法。
特殊精馏方法包括恒沸精馏和萃取精馏。
四、什么情况下需采用特殊精馏方法？一种情况是当溶液中待分离的两个组份挥发度相差很小，若采用一般精馏方法需要很多塔板，在经济上不合算；另一种情况是待分离的溶液为具有恒沸物的溶液，不能采用一般精馏方法进行分离。
五、什么是恒沸精馏？在被分离的恒沸液中加入第三组份，该组份与原料液中的一个或两个组份形成新的恒沸液，从而使原混合液能够利用一般精馏方法进行分离。
六、恒沸精馏中分离剂的选择原则是什么？1、选择的分离剂与元混合液中某些组份所形成的新的恒沸物的沸点，与其他组份的沸点相差愈大愈利于分离；2、要求分离剂无毒、无腐蚀，易于分离回收，并廉价易得。
七、什么是萃取精馏？在被分离的混合液中加入第三组份萃取剂，使之与混合液中的某一组份形成沸点较高的溶液，从而加大了被分离组份间的相对挥发度，使混合液易于用一般精馏方法分离。
精馏过程原理
精馏过程原理精馏是一种常见的分离技术，广泛应用于化工、石油、食品等行业。
其原理是利用物质在不同温度下的沸点差异，通过加热液体混合物使其部分汽化，然后再通过冷却凝结收集汽化物质，从而实现对混合物中不同组分的分离。
精馏过程可以分为以下几个关键步骤：加热、汽化、冷凝和收集。
将待分离的液体混合物加热至沸点以上的温度。
加热的目的是提供足够的能量以使混合物中的组分开始汽化。
由于不同组分的沸点不同，加热过程中沸腾开始的时间也会有所不同。
接下来，随着温度的升高，混合物中的某些组分开始逐渐汽化。
这是因为不同组分的沸点不同，当达到各自的沸点时，组分的蒸气压超过环境气压，从而开始汽化。
这些汽化的组分会形成气体，在设备中上升，并进入下一个步骤——冷凝。
在冷凝器中，通过降低温度，使气体逐渐冷却并凝结成液体。
冷凝的原理是利用冷却介质的低温，使气体中的组分重新变为液体。
冷凝器通常采用冷却水或其他冷却介质进行冷却，以加速气体的冷凝过程。
通过收集装置将冷凝后的液体组分收集起来。
在精馏过程中，收集装置通常是一个独立的容器，用于收集冷凝后的液体组分。
收集装置的设计与使用方式会根据不同的应用领域和具体要求而有所不同。
精馏过程的原理是基于不同组分的沸点差异来实现分离。
沸点是物质在一定气压下由液态转变为气态的温度，不同组分的沸点取决于其分子间作用力的差异。
一般情况下，分子间作用力越强，沸点越高。
因此，在加热过程中，沸点较低的组分会先开始汽化，而沸点较高的组分则会在后续的加热过程中才开始汽化。
精馏过程的效果取决于许多因素，包括温度控制、气压控制、混合物的成分和相对量等。
温度控制是精馏过程中最关键的因素之一，通过合理控制温度可以实现对不同组分的选择性分离。
气压控制也会对精馏过程产生影响，通常情况下，较低的气压有助于降低组分的沸点，从而提高精馏效果。
总的来说，精馏过程是一种基于组分沸点差异的分离技术。
通过加热、汽化、冷凝和收集等步骤，可以将混合物中的不同组分有效地分离出来。
精馏1精馏原理1精馏过程
qnV ' qnV (q 1)qnF
五种进料热状态 a）过冷液体
b）饱和液体
H mF H mL H mV H mF r q 1 qn L qnL qn F qnV ' qnV
H mF H mL H mV H mF r q 1 qnL ' qnL qnF qnV ' qnV
qnLn qnLn1 qnL
上式对于没有进料或出料的任一塔板均适用。 注意：汽、液流率应采用摩尔流率，kmol/h 或 kmol/s ③ 进料板的热量衡算 根据恒摩尔流假定的物料衡算和热量衡算：
qnF qnV 'qnL qnV qnL ' qnF HmF qnV ' HmV qnL HmL qnV HmV qnL ' HmL
整理得：
R (R 1)qnD r qnD HmD qnW HmW qnF HmF
说明：
① R 增加 ,R增加, 操作费增加。
② 若物流qnD、qnW带出热流量与qnF带入热量相差不大时，则有：
R (R 1)qnD r qnV r C
③ 一般情况下，再沸器加入塔内的热量近似等于冷凝器从塔顶 移出的热量。
6.4.3 精馏过程的计算方法
当组分较多、理论板也较多时，通常采用数值方法或试差方法。
(1) 塔内的气、液流量分布 qnL、qnV 及qnL、qnV的确定
如果塔内气、液两相流量按恒摩尔流假设确定，塔顶设全凝器时：
精馏段： qnL RqnD
qnV (R 1)qnD
提馏段： qnL qnL qqnF qnV qnV (1 q)qnF
qnVn1 [qnVn (H mVn H mLn ) qnLn 1(H mLn H mLn1 )]/(H mVn1 H mLn )
精馏原理1s
液空的简单蒸发和空气的简单冷凝
简单蒸发和冷 凝不可能得到 较高摩尔分数 的氧、氮产 品，而且分离 过程也不可能 连续进行。
温度升高到时，液空成为饱和液体状态。若继续加热，液空便开始气化， 产生的第一个气泡其氮的摩尔分数摩尔分数为y2'' (若在98.1kPa下蒸发y2'' ≈94%)。进一步加热时，液空继续蒸发，直至最后全部变为蒸气。如果液 空是在98.1kPa下蒸发，则最后一滴液体的组成y5' ≈52.8% 。
氧 y-x图
氩 y-x图
4.1 概述
氧－氩－氮三元系平衡图 应用
已知y1，y2，p＝133.kPa，确定空气其它参数
p=133.3kPa
三元平衡气液的比焓
• 三元平衡气液的比焓与二元相似，气体
和液体混合物溶解热均忽略不计。 液体比焓
hi’——纯组分液体比焓，与溶液温度相同
气体混合物比焓
hi”——与混和气体相同温度、压力的纯组分气体比焓
干 燥 空 气 的 组 成
氩Ar 二氧化碳CO2 氖Ne 氦He 乙炔及其它烃类 甲烷CH4 氪Kr 氢H2 一氧化碳CO 氙Xe 臭氧O3 氡Rn 总计
carbon 0.00005 monoxide xenon ozone Radon 0.000008 0.000004 6e-18 99.9999
4.1 概述
气体分离技术应用
气体分离、提纯 石油的分离：Crude Oil Separation 航空汽油 Air-plane gasoline， 一般汽油 petrol，柴油Diesel oil 天然气的分离：Natural Gas Separation 甲烷Methane，乙烷Ethane， 丙烷Propane，丁烷Butane, 已烯Ethylene，氦气
精馏的原理 (1)
3.板式塔工作原理
4 精 馏 剖 面 图
2.实现精馏的必要条件是什么？
①分（精）馏过程主要依靠多次部分气化及多次部分
冷凝的方法，实现对液体混合物的分离。因此，液体 混合物中组分的相对挥发度差异是实现精馏过程的首 要条件。在挥发度十分接近难以分离的条件下，可以 采用恒沸精馏或萃取的方法来进行分离。②塔顶加入 轻组分浓度很高的回流液体，塔底用加热或气提的方 法产生热的蒸气。③ 塔内要装设有塔板或填料，提供 传热和传质的场所。
1.精馏的原理是什么？精馏过程 实质是什么？
在塔的第n层塔板上，由下层（第n+1层）上升的蒸汽通过
塔板上的小孔进入该层塔板，而上层（第n-1层）的液体通 过溢流管也进入该层塔板，气液两相在该层塔板上接触， 两者温度不相等，浓度不同，气相中的重组分冷凝成液相， 两相在该层塔板上发生传质和传热。两相完成传质和传热 后，液相通过第n层塔板的溢流管进入下一层塔板，而气 相通过第n-1层塔板的小孔进入上层塔板。在每层塔板上均 进行上述传热过程，这就是精馏的原理。 精馏过程的实质是：不平衡的气液两相经过热交换，气相 多次部分冷凝与液相多次部分气体相结合的过程，也可以 认为是不平衡的气液两相在逆流多次接触中，多次交换轻 质组分的过程。不平衡的气液两相经热交换，气相多次部 分冷凝与液相多次部分气化相结合的过程。
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• 吸收法的基本原理是利用气体混合物中各组分在吸收剂 中溶解度的不同，从而将其中溶解度大的组分分离出来。
气体分离方法
4.1 概述
2 低温液化分离法—分凝法 Dephlegmation
• 分凝法亦称部分冷凝法，它是根据混合气体中各组分冷 凝温度的不同，当混合气体冷却到某一温度后，高沸点组 分凝结成液体，而低沸点组分仍然为气体，这时将气体和 液体分离也就将混合气中组分分离。
氩Ar
燥
二氧化碳CO2
空
氖Ne
气
氦He 乙炔及其它烃类
的
甲烷CH4
组
氪Kr
成
氢H2
一氧化碳CO
氙Xe 臭氧O3 氡Rn
总计
体积（％）
nitrogen 78.084
oxygen 20.95
argon 0.93
carbon dioxide
0.03
neon
0.0018
helium 0.000524
ethyne 0.000203
0.8e-4
0.36e-4 0.05e-4 7e-17 99.9999
气体分离技术应用
4.1 概述
气体分离、提纯
z 石油的分离：Crude Oil Separation 航空汽油 Air-plane gasoline， 一般汽油 petrol，柴油Diesel oil
z 天然气的分离：Natural Gas Separation 甲烷Methane，乙烷Ethane， 丙烷Propane，丁烷Butane, 已烯Ethylene，氦气
理想的气体分离系统
4.1 概述
热力学基础
• 气体混合
mixing of gas
• 混合气体分离
自发过程
spontaneous process
非自发 耗能
separation of gas
non-spontaneous process
(compensation by work)
• 气体分离最小功
一个分离任务最小可能的功耗应该是通过一个
第四章 气体精馏原理与设备
4.1 概述
一、气体混合物分离方法
• 空气：氧、氮和少量氩以及微量氦、氖、氪、氙 等
• 天然气：甲烷、乙烷、二氧化碳、氧、氦等 • 合成氨厂的驰放气：氢、氮、氩、甲烷等 • 炼焦厂的焦炉气：氢、二氧化碳、甲烷、氮、乙
烷、乙烯、一氧化碳、丙稀等 • ……
组分
氮N2
氧O2
干
(5.8at)
氧-氮二元系的y-x图
氧-氩二元系的y-x图
气液平衡时，氧氩浓度差值比氧氮的浓度差值小得多，所 以氧氩分离较难。
4.1 概述
氧－氮二元系的T－p－h－x－y图
4.1 概述
氧－氮二元系的T－p－h－x－y图
• 如果已知液相T、p、h、x中的任意两个
参数，可确定液相状态点，求出其它参 数，并进而可确定与其平衡的气相状态 点，求出气相的参数；反之，亦可由已 知的两个气相参数求得与其平衡的液相 参数
气体分离方法 吸附法 adsorption
4.1 概述
• 用多孔性固体吸附剂处理气体混合物，使其中所含的 一种或数种组分被吸附于固体表面以达到气体分离的 目的。
• 吸附过程有的需在低温进行，有的可在常温完成。
• 工业吸附剂应具有下列性质：对吸附质有高的吸附能 力；有高的选择性；有足够的机械强度；化学性质稳 定；供应量大；能多次再生；和价格低廉。
4.1 概述
氧、氩、氮纯质饱和蒸气压力 与温度的关系
• 氧、氩、氮在同一温度下，具有不同的饱和蒸 气压力，而饱和蒸气压力的大小，表明了液体 汽化的难易程度。
• 在相同的温度下，氮的饱和蒸气压高于氧的饱 和蒸气压。
• 在相同的压力下，氮的饱和温度低于氧，氩则 介于两者之间。
氧-氮二元系气液平衡
4.1 概述
液空的简单蒸发和空气的简单冷凝
简单蒸发和冷 凝不可能得到 较高摩尔分数 的氧、氮产 品，而且分离 过程也不可能 连续进行。
温度升高到时，液空成为饱和液体状态。若继续加热，液空便开始气化， 产生的第一个气泡其氮的摩尔分数摩尔分数为y2'' (若在98.1kPa下蒸发y2'' ≈94%)。进一步加热时，液空继续蒸发，直至最后全部变为蒸气。如果液 空是在98.1kPa下蒸发，则最后一滴液体的组成y5' ≈52.8% 。
• 精馏方法适用于被分离作分沸点相距较近的情况。
• 在工业中，用精馏方法分离液体混合物的应用是很广泛 的，如石油练制中，将原油分为气油、煤油、柴油等一 系列产品，氨水溶液分离、氢和重氢分离、氧和氮分离 等，用这种分离方法通常是大规模生产中最经济的。
Separation with mass and heat transfer between streams on plates.
气体分离技术应用
4.1 概述
z 空气的分离：ASP 氧 、氮、氩、氢、氦、氪Krypton、氙Xenon、 氖 neon 等分离
z 合成氨驰放气 分离回收 氢、氩及其它稀有气体
• 焦炉气及水煤气 分离制取 氢和氢氮混合物
• 液氢 分离提取 重氢
• 提纯，即气体中少量杂质的清除 包括原料气的净化及产品气的提纯
氧和氮的沸点相差约13K
氩和氮的沸点相差约10K
低温精馏法将空气分离为氧、氮和氩的基础
4.1 概述
氧、氩、氮纯质饱和蒸气压力与温度的关系
在气液平衡条件下，各相 的状态参数保持不变，它 们的温度、压力都分别相 等，这时的温度称饱和温 度，压力称饱和蒸气压 力。
纯物质在一定的压力下对 应着唯一的饱和温度，或 在一定的温度下对应有唯 一的饱和压力。
氧-氮气液平衡的T-x-y图
• 气 相 中 氧 的 浓 度 为 30 ～ 40 ％ 时，相平衡的气液浓度差最 大，表明当气相(或液相)中的 含氧(或含氮)量愈少时愈难分 离
• 压力越低，液相线与气相线的 间距越大，即气液相间的浓度 差越大，这说明在低压下分离 空气较在高压下容易
• 气液平衡时，液相中的氧浓度 大于气相中的氧浓度，气相中 的氮浓度大于液相中得氮浓度
氧、氮、氩、空气在不同温度时液体的比焓
4.2 空气的精馏
一、液空部分蒸发和空气部分冷凝
• 空气的精馏是在定压下进行的——定压下氧 －氮二元系的温度－浓度图
简单蒸发 部分蒸发和部分冷凝
4.2 空气的精馏
液空的简单蒸发
• 若将液空置于一密闭的容器内，使它在定压下加热蒸 发，且不引出蒸气，使器内的气、液经常处于平衡状 态，这种蒸发过程称为简单蒸发。
不纯气体产物j占总气体混合物的摩尔分数 不纯气体产物j中i组分的摩尔分数
气体分离方法
4.1 概述
1 应用第三种物质的气体分离法
薄膜渗透法、吸附法、吸收法
薄膜渗透法permeable membrane
利用混合气体中各组分对有机聚合膜的渗透性 差别而使混合气体分离的方法。
薄膜渗透法不需要发生相态的变化，不需要高 温或深冷，并且设备简单、占地面积小、操作方 便。
4.1 概述
薄膜渗透法应用
• 从天然气中提氦，是目前世界上膜分离应用研究较多的 一个领域； • 分离空气制富氧，具有装置简单，操作方便。只需将原 料空气增压，不需对空气干燥、净化；也不需要吸附、冷 冻、复热等操作工艺； • 二氧化碳―氧的分离； • 氮－氢－氨的分离，用于合成氨驰放气的回收利用； • 石油炼气中氢气的回收； • 燃烧气中二氧化硫的脱除，以解决空气污染的问题。
• 分凝法一般用于分离沸点相距较远的气体混合物，如
N2-He，N2-H2，CH4-N2，CH4-H2等
Separation with heat transfer only in vertical tubes.
气体分离方法
4.1 概述
C 精馏分离
• 先将气体混合物冷凝为液体，然后再按各组成蒸发温度 的不同将它们分离。
部分冷凝 高纯度的氮 向外界放出热量 放出冷凝液 需要相应地补充气体
将部分冷凝和部分蒸发结合起来，则可相互补充， 并同时获得高纯度的氧和氮——精馏过程
连续多次的部分蒸发和部分冷凝称为精馏过程
可提供高纯（ 纯度>99.999% ），经济，大规模生产 （装置70000立方米/小时 )
Three processes for air separation
二、空气的二元系气液相平衡
4.1 概述
成分（%） 标准沸点 K
氧
氮
氩
20.95 90.18
78.12 77.35
0.93 87.29
空气：77.9 / 81.7 K
• 当压力一定时，溶液中低沸点 组分的摩尔分数愈大，它的蒸
发温度和冷凝温度愈低。
4.1 概述
氧－氮气液平衡不同压力T-x3 -y3
氩－氮气液平衡时不同压力的T-x3-y3的关系
氧－氩气液平衡时不同压力的T-x3-y3的关系
氧－氮二元系的y－x图
4.1 概述
不同压力下氮在 气相及液相中浓 度之间的关系
• 目前主要使用的吸附剂有：活性炭；硅胶；活性氧化 铝；沸石分子筛。 高压下 分子筛(Molecular Sieve) 5A 吸附氮而滤出氧气
吸附法和膜渗透发规模小，气体纯度不高，<98%的氧气 或氮气
吸收法
气体分离方法
4.1 概述
• 用适当的液体溶剂来处理气体混合物，使其中一个或几 个组分溶解于溶剂中，从而达到分离的目的。
4.1 概述
氧－氩－氮三元气液平衡
相律：三元物系 Nc＝3，Np＝2 Nf＝Nc－Np＋2＝3