二元混合物连续精馏装置的研究

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精馏塔的设计

第一章生产工艺流程的确定本设计的任务为分离正庚烷和正辛烷混合物的精馏塔设计。

对于此二元混合物的分离，采用常压下的连续精馏操作装置。

本设计采用饱和蒸汽进料，将原料以饱和蒸汽状态送人精馏塔内。

塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液体在泡点下一部分经回流装置回流至塔内，其余的部分经产品冷凝冷却器冷凝冷却后送人储罐。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

该物系属于易分离物系，最小回流比较小，操作回流比为最小回流比的2倍。

本设计带控制点的生产工艺流程图见附图-1。

第二章精馏塔2.1 精馏塔的物料衡算通过查阅资料知，一个大气压下，正庚烷的沸点为98.4℃，正辛烷的沸点125.6℃，所以混合液中，正庚烷是易挥发成分。

2.1.1已知条件:混合液的流量：F=12t/h正庚烷的含量：x F=0.42正庚烷的回收率：φ=0.98釜残夜中正庚烷的含量：x w =0.032.1.2物料衡算过程：混合液的平均相对分子质量：M F=0.42*100+0.58*114=108.12Kg/kmol混合液的流量：F=12*1000/108.12=110.99Kmol/h总物料衡算：110.99=D+W110.99*0.42=D* x D +W* x w0.98=D* x D /F*x F计算结果：D=79.77 W=31.22 x=0.573D2.2 塔板数的确定2.2.1塔板理论数N T的求取正庚烷—正辛烷属于理想物系，采用图解法求理论板层数。

（1）由资料查得正庚烷—正辛烷在101.3KPa的气液平衡数据如下:温度（℃）：98.4 105 110 115 120 125.6X: 1.0 0.656 0.487 0.311 0.157 0.0y: 1.0 0.810 0.673 0.491 0.280 0.0绘出x-y图，见附图2。

（2）求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。

在附图2中对角线上，自点e（0.42,0.42）作垂线ef即为进料线，该线与平衡线的交点坐标y q = 0.42 x q=0.26最小回流比为R min= (x D- y q )/ (y q - x q)=(0.573-0.42) / ( 0.42-0.26) = 0.96取操作回流比为R=2 R min=2*0.96=1.92（3）求精馏塔的气液负荷线L=RD=1.96*79.77=156.35V=(R+1)D=(1+1.96)*79.77=232.93L=L=156.35V=V-F=232.93-110.99=122.0(4) 求操作线方程精馏段操作线方程为y=L x /V + D x D /V =0.658x+0.196提馏段操作线方程为y=L x /V -W x W /V =1.282x-0.008(5)图解法取理论板层数采用图解法取理论板层数，如附图2所示。

化工原理课程设计精馏板式塔的设计

④ 降液管的宽度Wd和截面积Af：可根据堰长lw与塔径D的比值，由图中查取Wd/D和Af/AT的值,。求得的降液管的宽度和截面积，应按照下式进行验算液体在降液管内的停留时间，并
确保停留时间大于或等于3～5s，这样使得溢流中的泡沫有足够的时间在降
液管中分离。
（27）
⑤ 降液管底隙高度hb：
（28）
• 采用合适的回流比； • 蒸馏系统的合理设置，如采用中间再沸器和中间冷凝器的流程，可以提高精馏塔的热力学效率。
3.板式精馏塔的工艺计算
釜。（1）（2）
得出：
3.1物料衡算及操作线方程
• 常规塔：一处进料和塔顶、塔底各有一个产品，塔釜间接蒸汽加热的精馏
（3）
（4）
式中：F、D、W——分别为原料液、馏出液和釜残液流量，kmol/h；
2.2进料状态的选择
• • • • • • •
进料状态以进料热状态参数q表示，有五种进料状态； q>1.0时，为低于泡点温度的冷液进料； q＝1.0时，为泡点下饱和液体； q＝0时，为露点下的饱和蒸气； 1>q>0时，为介于泡点和露点间的气液混合物； q<0时，为高于露点的过热蒸气进料。为使塔的操作稳定，免受季节气温影响，精、提馏段采用相同塔径以便于制造，则采用饱和液体（泡点）进料，但需增设原料预热器。
• 4、塔的负荷性能图（放在说明书的流体力学验算后、用标准坐标纸绘制）
2.设计方案的确定
2.1操作压力
精馏操作可以在常压、减压和加压下进行。
除热敏性物料外，凡通过常压精馏即可实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的系统，都采用常压精馏；
对热敏性物料或混合物沸点过高的系统，宜采用减压精馏；常压下成气态的物料必须采用加压精馏。

第三节二元连续精馏的计算

截距:
xD R 1
b
xD R 1
F, xF
V ,yn+1 L ,x n
过点a(xD, xD),b(0,
xD R 1)
x
xD
x~y图上联a、b点得精馏段操作线。
3、思考：操作线斜率大，对精馏是否有利？
y xD
汽相增浓程度
复习：平衡级和精馏原理
1．平衡级（理论塔板）定义使不平衡的汽液两相（汽相温
Vy Lx Dx D
V y L x Wx W
(V V ) y ( L L) x ( DxD WxW )
L L qF V V (q 1)F
d1
d4 d5
；其蒸气的平均比热容 cp,V=1.26kJ.kg-1.K-1 ；在总压
若将 F ' , kg / h F , kmol / h F F' ; M F M A x F M B (1 x F ); MF
釜残液采出率:
例 10-6 一精馏塔用于分离乙苯 - 苯乙烯混合物，进料量 3100kg.h-1，其中乙苯的质量分数为0.6，塔顶，塔底产品中质量分数分别要求是 0.95、 0.25。求塔顶，塔底产品的质量流率和摩尔流率。分析：已知F，xF，xD，xW，求D，W 总物料衡算
问题1：L、V如何计算？问题2：与精馏段L、V有何关系？
(a)过冷液体
}
}
} V L (b)饱和液体
V L (c)汽液混合物
V L (d)饱和蒸汽
V L (e)过热蒸汽
V, iV F, iF
L, iL
V > V ， L > L

化工原理实验报告--精馏实验

填料精馏塔实验一、实验目的1．观察填料精馏塔精馏过程中气、液两相流动状况；2．掌握测定填料等板高度的方法；3．研究回流比对精馏操作的影响。

二、实验原理精馏塔是实现液体混合物分离操作的气液传质设备，精馏塔可分为板式塔和填料塔。

板式塔为气液两相在塔内逐板逆流接触，而填料塔气液两相在塔内沿填料层高度连续微分逆流接触。

填料是填料塔的主要构件，填料可分为散装填料和规整填料，散装填料如：拉西环、鲍尔环、阶梯环、弧鞍形填料、矩鞍形填料、θ网环等；规整填料有板波纹填料、金属丝网波纹填料等。

由于填料塔内气液两相传质过程十分复杂，影响因素很多，包括填料特性、气液两相接触状况及两相的物性等。

在完成一定分离任务条件下确定填料塔内的填料层高度时，往往需要直接的实验数据或选用填料种类、操作条件及分离体系相近的经验公式进行填料层高度的计算。

确定填料层高度有两种方法：1．传质单元法填料层高度＝传质单元高度×传质单元数（2—50）或：（2—51）由于填料塔按其传质机理是气液两相的组成沿填料层呈连续变化，而不是阶梯式变化，用传质单元法计算填料层高度最为合适，广泛应用于吸收、解吸、萃取等填料塔的设计计算。

2．等板高度法在精馏过程计算中，一般都用理论板数来表达分离的效果，因此习惯用等板高度法计算填料精馏塔的填料层高度。

（2—52）式中：Z——填料层高度，m；N T ——理论塔板数；HETP——等板高度，m。

等板高度HETP，表示分离效果相当于一块理论板的填料层高度，又称为当量高度，单位为m。

进行填料塔设计时，若选定填料的HETP无从查找，可通过实验直接测定。

对于二元组分的混合液，在全回流操作条件下，待精馏过程达到稳定后，从塔顶、塔釜分别取样测得样品的组成，用芬斯克（Fenske）方程或在x～y图上作全回流时的理论板数。

芬斯克方程：（2—53）式中：——全回流时的理论板数；——塔顶易挥发组分与难挥发组分的摩尔比；——塔底难挥发组分与易挥发组分的摩尔比；——全塔的平均相对挥发度，当α变化不大时，在部分回流的精馏操作中，可由芬斯克方程和吉利兰图，或在x～y图上作梯级求出理论板数。

精馏(含答案)

1、什么是蒸馏操作？2、蒸馏和精馏有何区别？3、如何选定蒸馏操作压强？4、何谓挥发度与相对挥发度？5、何谓非理想溶液？它们的特点是什么？6、溶液的气液相平衡的条件是什么？7、什么是回流？精馏操作过程中回流有什么作用？ 8、什么是全回流操作？主要应用？ 9、从t-x-y 图上简述精馏的理论基础？ 10、何谓理论板？理论塔板数是如何求取的？ 11、精馏塔为什么要设蒸馏釜或再沸器？ 12、什么位置为适宜的进料位置？为什么？13、q 值的物理意义是什么？不同进料状态下的q 值怎样？14、用图解法求理论塔板数时，为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？ 15、恒縻尔流假设的内容？16、为使恒摩尔流假设成立，精馏过程须满足什么条件？ 17、化工生产中，对精馏塔板有哪些要求？ 18、何谓液泛、夹带、漏液现象？19、一正在运行的精馏塔，由于前段工序的原因，使料液组成F x 下降，而F 、q 、R 、'V 仍不变，试分析L 、V 、'L 、D 、W 及D x 、W x 将如何变化？19、解： ()F q V V -+=1' 分析，因为'V 、q 、F 不变，则：V 不变；D RD D L V +=+= 分析 1+=R V D 因R 不变，V 不变，则D 不变；W D F += 分析F 不变，D 不变，则W 不变； RD L = 分析R 不变，D 不变，则L 不变； W V L +='' 分析'V 不变，W 不变，则L ｝不变；因为R 不变，所以L/V 不变；因为'V 、W 不变，所以'L /'V 不变；而精馏段和提馏段的理论塔板数也不变，由 F x 下降，可得：D x 减少、W x 也减少。

从物料衡算的角度来分析，因为F 、D 、W 都不变，W D F Wx Dx Fx +=，所以F x 下降，可得：D x 减少、W x 也减少。

20、某分离二元混合物的精馏塔，因操作中的问题，进料并未在设计的最佳位置，而偏下了几块板。

二元精馏的分析和计算

平衡级蒸馏和精馏原理我们已经学习了蒸馏原理和二元混合液的平衡蒸馏的方式，这里先简单复习一下。

复习：蒸馏原理二元混合液的平衡蒸馏蒸馏的原理是利用混合液中各组分挥发度的不同，将混合液部分汽化，使得汽相中易挥发组分的含量高于液相中，从而使混合液达到一定程度的分离。

同理：将混合蒸汽部分冷凝时，冷凝液中难挥发组分的含量高于汽相中，从而使混合蒸汽达到一定程度的分离。

下面，我们来作一个二元理想溶液的温度-组成相图，用以复习平衡蒸馏。

图1：图1二元理想溶液的温度-组成相图进行平衡蒸馏时，将流量为F，组成为x F的混合液，在进入分离器前，加压加热，使其温度高于分离器内压力下的沸点，然后通过减压阀，这时液体过热，高于沸点的显热变为潜热使液体部分汽化，然后平衡的汽液两相混合物在分离器中分离，（在图一中画图）在塔顶得到流量为V，组成为y的汽相，在塔底得到流量为L，组成为x的液相。

显然，y>x F>x，我们使易挥发组分从液相向汽相转移了，这就使原来的混合液达到某种程度上的分离.如果我们想要得到更高纯度的分离，该怎么办呢？从原理上说，进行多次的平衡汽化和平衡冷凝过程可以将混合液分离到所要求的纯度，比如说：对刚才已经过一次平衡蒸馏的汽相产物进行部分冷凝（在图一中画图），得到的汽液相产物组成分别为y1,x1,显然，y1>y>x1，这就使得刚才的汽相产物得到了进一步的分离。

但是多次的平衡汽化和平衡冷凝步骤繁多，加热、冷却能耗大且极不经济。

要想实现高纯度的分离，需要较合理的蒸馏方式，即下述“平衡级蒸馏”的方式。

一、平衡级蒸馏1、何为平衡级蒸馏如图2所示，设有不平衡的汽液两相通过一块塔板，（在图二中画图）汽相流量为V0，组成为y0，液相流量为L0，组成为x0，两相在塔板内密切接触，趋向平衡后离开塔板，离开塔板的汽液流量和组成分别为V，y；L，x。

这就是“接触级蒸馏”，如果汽液达平衡后再离开塔板，就是“平衡级蒸馏”，一块塔板就称为一个平衡级。

二元物系连续精馏装置设计方案

二元物系连续精馏装置设计方案一、设备介绍二元物系连续精馏装置是一种用于分离两种具有不同沸点的液态混合物的设备。

其工作原理通过在不同温度下将混合物加热，然后将生成的蒸汽冷凝成液态，以实现分离两种物质的目的。

二、设备设计原理该连续精馏装置通过不断地将混合物加热至其沸点，然后将蒸汽冷凝成液态来实现分离。

其主要由加热设备、蒸馏塔、冷凝器和分离器组成。

三、设备设计方案1. 加热设备：采用外部加热方式，利用电加热器或火焰加热器将混合物加热至其沸点。

2. 蒸馏塔：采用多级板式蒸馏塔，以确保蒸气在不同温度下与液态混合物充分接触，以实现更好的分离效果。

3. 冷凝器：采用管式冷凝器，用于将蒸汽冷凝成液态，以便进一步分离两种物质。

4. 分离器：采用分离漏斗或离心机，用于将冷凝后的液态混合物分离成两种不同的物质。

四、设备工作过程当混合物进入蒸馏塔后，加热设备将其加热至其沸点，并产生蒸汽。

蒸汽通过蒸馏塔中的多级板式结构，与液态混合物充分接触后，进入冷凝器冷凝成液态。

最后，通过分离器将液态混合物分离成两种不同的物质。

五、设备应用领域二元物系连续精馏装置主要适用于化工、制药和精细化工等领域，用于分离和提纯液态混合物中的两种物质，具有分离效果好、操作简便等优点。

六、设备优势1. 分离效果好：通过蒸馏和冷凝，能够有效分离两种不同沸点的物质。

2. 操作简便：采用连续精馏工艺，无需频繁地停机和清洗设备。

3. 适用范围广：可适用于不同沸点的液态混合物分离。

总之，二元物系连续精馏装置设计方案能够有效地实现两种不同物质的分离与提纯，具有广泛的应用前景。

设计一台高效的二元物系连续精馏装置是化工和制药行业中非常关键的一项工程。

这类设备的设计需要考虑到多种因素，包括分离效率、能源消耗、操作稳定性等。

在这种装置中，加热、蒸馏、冷凝和分离这些关键步骤需要密切协调，以确保设备能够在长时间内稳定高效地运行。

下面将进一步分析这些步骤的设计和优化。

首先，加热设备的设计至关重要。

二元物系连续精馏装置设计方案

二元物系连续精馏装置设计方案1. 引言连续精馏是化工行业中常用的一种分离技术，在多种物系的分离过程中都有广泛的应用。

本文将介绍一个基于二元物系的连续精馏装置设计方案。

2. 设计原则在设计连续精馏装置时，需要考虑以下几个原则：2.1. 选择适当的填料适当的填料能够提供充足的接触面积，增加液相和气相之间的传质传热效果。

常见的填料有环形填料、球形填料等，根据实际情况选择合适的填料是设计的关键。

2.2. 确定合适的塔高和塔径塔高和塔径对精馏效果有重要影响。

过高的塔高会增加塔底温度，过低的塔高会导致不完全分馏。

塔径过小会增加阻力，过大则会影响分离效果。

因此，在设计中需根据实际物系和分离效果确定合适的塔高和塔径。

2.3. 优化精馏方式在连续精馏装置中常用的精馏方式有顶部回流和底部抽提两种。

根据实际情况，选择合适的精馏方式能够提高分离效果。

3. 设计步骤3.1. 确定二元物系的物性参数在设计二元物系连续精馏装置时，首先需要确定物系的物性参数，包括沸点、相对挥发度等。

这些参数对于确定塔顶温度和塔底温度等操作条件十分重要。

3.2. 确定塔高和塔径根据物系的物性参数以及设定的分离效果要求，可以确定合适的塔高和塔径。

一般情况下，塔径相对较小，而塔高相对较高。

3.3. 选择填料和设计填料层数根据塔高和塔径，选择适当的填料，并根据填料的传质传热性能确定填料层数。

填料层数越多，传质传热效果越好，但也会增加设备投资和能耗。

3.4. 确定入料位置和产物收集方式根据物系的性质，确定入料位置，确保物料充分混合。

同时，确定产物收集方式，包括顶部回流和底部抽提等方式。

3.5. 进行设备的热力计算和传质传热计算根据物系的物性参数以及设定的操作条件，进行设备的热力计算和传质传热计算，确定塔顶温度和塔底温度等操作参数。

3.6. 进行设备的结构设计根据设备的热力计算和传质传热计算结果，进行设备的结构设计。

包括塔的内部结构设计、设备的支撑状况设计等。

二元连续精馏塔的计算与分析汇总课件

特点
连续精馏塔具有连续进料、连续出料的特点，适合大规模生产；间歇精馏塔则适合小规模或试验生产。二元精馏塔主要针对两种主要成分的分离，操作较为简单。
二元连续精馏塔的应用与发展
应用
二元连续精馏塔广泛应用于石油、化工、制药等领域，用于分离两种沸点相近的物质。
发展
随着分离技术的不断进步，二元连续精馏塔在操作工艺、热力学、节能降耗等方面不断优化，未来发展方向为高效、节能、环保。
THANKS
感谢观看
03
通过热量衡算可以确定各组分的温度分布和热能利用情况。
精馏塔的塔板数计算
01
02
03
根据操作条件和分离要求，确定适宜的塔板数。
通过计算理论板数和实际板数，确定适宜的操作压力、温度和进料位置。
塔板数计算是精馏塔设计和操作的重要参数，直接影响分离效果和能耗。
PART 03
二元连续精馏塔的模拟与分析
精馏塔的模拟方法
01
数学模型建立
02
数值求解方法
03
模拟软件应用
根据精馏塔的物理和化学性质，建立数学模型来描述其操作过程。
采用数值求解方法，如有限差分法、有限元法等，对数学模型进行求解。
利用专业模拟软件，如Aspen、 Simulink等，进行精馏塔的模拟分析。
精馏塔的操作参数分析
01
02
二元连续精馏塔的计算与分析汇总课件
目录
PART 01
绪论
精馏塔的定义与重要性
精馏塔
是一种用于实现液体混合物分离的设备，基于不同物质间沸点的差异实现分离。
重要性
精馏塔是化工、石油、食品等工业中常用的分离设备，对于提高产品质量、降低能耗具有重要意义。

多功能连续精馏实验报告

多功能连续精馏实验报告1. 背景多功能连续精馏是一种常用的分离技术，广泛应用于化工领域。

它通过利用不同组分的挥发性差异，将混合物中的各个组分逐一分离出来。

在本实验中，我们使用了一套多功能连续精馏设备，对一个二元混合物进行了分离实验。

2. 实验目的本实验旨在探究多功能连续精馏技术在二元混合物分离中的应用，并通过实验结果和数据分析，评估该技术的效果和优劣势。

3. 实验方法3.1 实验设备和试剂本次实验所使用的设备包括：•多功能连续精馏塔•加热装置•冷凝器•进料泵•液位计•温度计试剂为一个已知比例的二元混合物。

3.2 实验步骤1.将二元混合物倒入进料容器中。

2.打开进料泵，并调节进料速率。

3.打开加热装置，提供足够的热量。

4.监测塔内液位和温度变化。

5.收集不同组分的产物样品。

4. 实验结果通过实验，我们获得了以下结果：1.实验过程中，随着加热装置的工作，混合物开始沸腾，并进入多功能连续精馏塔。

2.在塔内，我们观察到了不同组分的液位变化。

随着温度升高，液位逐渐下降。

3.在冷凝器中，我们收集到了多个不同组分的产物样品。

通过对这些样品进行分析，我们确定了它们的组成比例。

5. 数据分析在数据分析部分，我们对实验结果进行了详细的处理和计算。

通过计算各个组分的回收率、纯度等指标，评估了多功能连续精馏技术在该二元混合物分离中的效果。

5.1 回收率计算回收率是衡量分离效果的重要指标之一。

通过与原始混合物中各个组分的初始含量进行比较，可以评估多功能连续精馏技术对各个组分的回收情况。

回收率（%）= （产物中某个组分浓度 / 初始混合物中该组分浓度）× 100%5.2 纯度计算纯度是另一个重要的指标，它反映了产物中某个组分的纯净程度。

通过测量产物样品中某个组分的浓度，可以计算出其纯度。

纯度（%）= （产物中某个组分浓度 / 产物总浓度）× 100%6. 结论和建议通过对实验结果和数据的分析，我们得出以下结论：1.多功能连续精馏技术能够有效地将二元混合物中的各个组分进行分离，并且具有较高的回收率和纯度。

二元物系形成最高共沸物设计变压精馏流程

二元物系形成最高共沸物设计变压精馏流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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化工原理二元连续精馏.ppt

F, xF
若 F、xF、q、D、xD、R 相同，则
W* W S
W* W ------间接蒸汽加热流程 V
排出的釜液量大
W xW WxW
xW xW ------间接蒸汽加热流程
排出的釜液浓度小水蒸汽 S，yS=0
D, xD L W*, xW*
3．直接蒸汽加热流程
适用范围：水溶液，且水是难挥发组分与间接蒸汽加热流程计算相比：
(1)假设恒摩尔流假定成立，则
D, xD
S V' (R 1)D (q 1)F
L' W
F, xF
V
L
S W*
水蒸汽 S，yS=0 W*, xW*
3．直接蒸汽加热流程
与间接蒸汽加热流程计算相比：
（2）精馏线、q线、提馏线方程形式相同
在相同条件（F、xF、q、D、xD、R相同）下，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比，操作线及q
xn-1
也称默弗里（Murphree）板效。其定义为：
E mV

汽相实际增浓程度汽相理论增浓程度

yn
y
n

yn1 yn1
n
yn
yn*
-------汽相默弗里板效
E mL

液相实际减浓程度液相理论减浓程度

xn1 xn xn1 xn *
--------液相默弗里板效
E
E
R1
y1

R R1
xL

xD R1
y1 0.5 xL 0.5 0.8
0.71
xW

y1

1 y1
0.499

第六章蒸馏第三节二元连续精馏的分析和计算

第六章蒸馏第三节⼆元连续精馏的分析和计算第三节⼆元连续精馏的分析和计算10——8全塔物料衡算⼀、物料衡算：连续稳定操作，进料流量=出料流量X F ：原料中易挥发组分的摩尔分率X D ——馏出液中易挥发组分的摩尔分率X W ——釜液中易挥发组份的摩尔分率+=+=D W FDx Wx Fx D W F 应⽤时要注意F 与X F 的关系，F 若⽤质量表⽰，则X F 要⽤质量分率表⽰，统⼀例题P100⼆、精馏过程所要求的分离表⽰法1、⽤产品的组成表⽰（X D =95%）2、⽤回收率表⽰回收率：指回收了原料中易挥发（或难挥发）组分的百分数如：塔顶易挥发组分的回收率ηη易=馏出液中易挥发组份/原料液中易挥发组份=DX D / FX F ×100%η难=W （1— X W ）/F （1—X F ）×100%10——9精馏的分析及其图解法⼀、⼏个概念1、理论塔板（theoretical plate ）：离开该塔板的汽、液组成达到相平衡的塔板。

注：理论板并不存在，但它可以作为衡量实际塔板分离效果的最⾼标准。

在设计中，求理论数后，则实际板数=理论板数×校正系数2、操作关系：任意板下降液体组成Xn 与下⼀板上升蒸汽组成y n+1之间的关系。

由物料衡算决定。

⼆、恒摩尔流的假定1、恒摩尔汽化精馏内，由每层塔板上升的蒸汽摩尔流量皆相等；提馏段内也是⼀样2、以第3种情况分析，其它类推第3种情况t s1)设进料中液相所占的分率为q ，则汽相为（1—q ）加料板上物料衡算：L`=L+qF汽相:V`+(1-q)F=V V`=V-(1-q)F2)进料液相分率q 与热状况有⼀定的关系。

令进料液、饱和液体，饱和蒸汽焓分别为i F ,i L ,i V (kj/kmol)进料带⼊的总焓=汽、液两相各⾃带⼊的焓之和，即：()()Fiv q iL qF Fi F -+=1对1mol 进料，则()iv q qiL i F -+=1进料的千摩汽化潜热化为饱和蒸⽓所需热每千克进料从进料状况=--=iL iv iF iv q 对于饱和汽、液混合进料这情况，t s则i V -i L >i V -i F >0∴03、推⼴⾄其它的情况1)过冷液体进料：原料进塔与蒸汽接触后应升⾄平衡温度（泡点），这就需要将提馏段上升的⼀部分蒸汽冷凝下来，⽤冷凝放出的潜热Q 供进料升温⽤。

二元混合物连续精馏的研究

部分汽化，蒸汽沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。

进料加在塔的中部，进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸汽和下塔段来的蒸汽一起沿塔上升。

在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。

液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。

对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。

进料口以上的塔段，把上升蒸汽中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。

两段操作的结合，使液体混合物中的两个组分较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。

当使　ｎ组分混合液较完全地分离而取得ｎ个高纯度单组分产品时，须有ｎ－１个塔。

易挥发组分液体和塔底高浓度难挥发组分蒸汽两者返回塔中。

汽液回流形成了逆流接触的汽液两相，从而在塔的两端分别得到相当纯净的单组分产品。

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。

３、二元混合物连续精馏的流程二元混合物连续精馏的研究孙静辽宁省盘锦市北方工业学校１、前言在化工实际生产中，精馏是最常用的单元操作，是分离均相液体混合物的最有效方法之一。

在化学工业中，总能耗的４０％用于分离过程，而其中的９５％是精馏过程消耗的，因此有必要开辟多种途径来降低能耗，实现精馏节能。

因此，对二元混合物连续精馏的研究无论是对节省投资，还是降低能耗，都具有非常重要的意义。

２、精馏原理双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。

典型的精馏设备是连续精馏装置（图１），包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。

精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使蒸汽得到部分冷凝，部分凝液作为回流液返回塔顶，其余馏出液是塔顶产品。

位于塔底的再沸器使液体３．１　直接蒸汽加热流程根据生产中的具体情况，二元连续精馏还可采用其他的形式。

若被精馏的物系是某轻组分和水的混合物，如甲醇－水、乙醇－水等，则可将加热水蒸汽直接通入塔釜，该流程成为直接蒸汽加热。

苯---甲苯二元混合物连续精馏装置的设计

目录一设计概述-------------------------------------------------------2（一）设计的目的-----------------------------------------------------2 （二）塔设备在化工生产中的作用与地位---------------------------------2（三）塔设备的分类---------------------------------------------------2（四）板式塔---------------------------------------------------------2二设计方案的确定及流程说明------------------------------------------3 （一）塔类型的选用------------------------------------------------ 3 （二）装置流程说明----------------------------------------------- -3 三设计方案中参数的确定----------------------------------------------4 （一）操作压力----------------------------------------------------4 （二）进料热状态----------------------------------------------------4 （三）加热方式----------------------------------------------------5 （四）冷却方式 ------------------------------------------------------ 5 （五）回流比 ---------------------------------------------------------5 （六）热能的利用----------------------------------------------------5 四板式精馏塔的工艺计算 ---------------------------------------------6 五塔的工艺条件及物性数据计算-------------------------------------11 六气液负荷计算---------------------------------------------------14 七塔和塔板主要工艺尺寸计算 -------------------------------------- --15 八流体力学验算---------------------------------------------------18 九塔板负荷性能图---------------------------------------------------21 （一）精馏段---------------------------------------------------- --21 （二）提馏段----------------------------------------------------- -24 十板式塔的结构与附属设备设计---------------------------------------29（一）塔体结构----------------------------------------------------- -29 （二）塔板结构----------------------------------------------------- -29 （三）精馏塔的附属设备-----------------------------------------------29 十一辅助设备设计或选型---------------------------------------------31（一）冷凝器---------------------------------------------------------31 （二）再沸器---------------------------------------------------------31 （三）加热蒸汽鼓泡管-------------------------------------------------30 十二设计结果一览表- ----------------------------------------------32 十四重要经验关联式- ----------------------------------------------32 参考文献----------------------------------------------------------33一设计概述（一）设计的目的1、查阅资料，选用公式和搜集数据的能力；2、综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行设备选型；3、迅速准确进行工程计算的能力；4、用简洁的文字，清晰的图表来表达自己设计思想的能力。

采用连续精馏流程对二元混合物的分离的设计书

采用连续精馏流程对二元混合物的分离的设计书 1 设计流程本设计任务为分离苯__甲苯混合物。

对于二元混合物的分离，采用连续精馏流程。

设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。

塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。

该物系属易分离物系，操作回流比用作图法比对选取合适值R=1.75Rmin。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

连续精馏塔流程流程图连续精馏流程附图图1-1 流程图2 设计思路说明在本次设计中，我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离，简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓，如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离，是精馏塔的基本原理。

实际上，蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。

蒸馏过程按操作方式不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏，我们这次所用的就是浮阀式连续精馏塔。

蒸馏是物料在塔的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。

热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。

在此过程中，热能利用率很低，有时后可以考虑将余热再利用，在此就不叙述。

要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。

塔顶冷凝器采用全凝器，因为可以准确的控制回流比。

此次设计是在常压下操作。

因为这次设计采用间接加热，所以需要再沸器。

回流比是精馏操作的重要工艺条件。

选择的原则是使设备和操作费用之和最低。

在设计时要根据实际需要选定回流比。

图1-2 设计思路流程图1、本设计采用连续精馏操作方式。

2、常压操作。

3、泡点进料。

4、间接蒸汽加热。

5、选R=1.75Rmin。

6、塔顶选用全凝器。

7、选用浮阀塔。

在此使用浮阀塔，浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点，其突出优点是可以根据气体的流量自行调节开度，这样就可以避免过多的漏液。

另外还具有结构简单，造价低，制造方便，塔板开孔率大，生产能力大等优点。

精馏原理及危险性分析

精馏原理及危险性分析由蒸馏的分开原理可知，如将苯—甲苯溶液加热，使之进行一次部分汽化，两组分便得到部分分开。

汽化所得的气相(一级)中苯浓度比原有溶液提升了，假设将此气相引出进行部分冷凝，则重新得到一呈平衡的汽液两相。

其气相(二级)中苯的浓度又将进一步提升。

该气相(二级)再一次部分冷凝所得的下一级气相(三级)，其苯浓度又可得以增加。

显然，这种依次进行部分冷凝的次数(即级数)愈多，所得到的蒸气的浓度也愈高，最后可得高纯度的易挥发组分苯。

同样由蒸馏原理知，初始溶液加热部分汽化后，所残留的液相中甲苯的浓度比原溶液提升了。

假设将此液相引进另一加热釜再一次发生部分汽化，由于甲苯难挥发，则汽化后剩余的液相中甲苯的浓度又将进一步增加，如此继续下去，部分汽化的次数愈多，所残留的液体中甲苯的浓度就愈高，最后可得高纯度的难挥发组分甲苯。

生产中，上述过程是在精馏塔内同时进行的，温度相对较低的液体自塔顶在重力作用下从上往下流动，而温度较高的气体(蒸汽)则在压力的作用下自下往上流动，当两者相遇时，气相部分冷凝而液相部分汽化，从而同时实现多次部分汽化与多次部分冷凝。

由此可见，精馏就是多次运用部分汽化和部分冷凝的方法，使混合液得到较完全分开，以获得接近纯组分的操作。

工业上精馏装置由精馏塔、再沸器、冷凝器等构成，如图10—1所示。

在精馏塔内每隔一定高度安装一块塔板，或直接堆放填料。

气液两相在塔板上或填料的表面相接触，而发生部分汽化和部分冷凝。

图10—1示意的是典型的连续精馏过程以及塔内的物料流动状况。

原料液从塔中间的某块塔板上引入塔内，此板称为加料板。

一般将精馏塔分为两段，加料板以上称为精馏段，加料板以下称为提馏段(包括加料板)。

入塔原料在加料板上与塔内的气液相汇合后，气相上走而液相下行。

为了保证塔内任一截面上都能有下降的液体和上升的蒸汽，以实现多次部分汽化和多次部分冷凝，塔顶冷凝器中的冷凝液只能一部分作为产品，而一部分回流到塔内；同样，液体下降至塔底再沸器中，只能一部分作为产品，一部分需汽化后回流到塔内。