化工原理课件精馏201X03
化工原理下册——精馏-讲
2 汽液相平衡关系式
蒸馏分离的物系由加热至沸腾的液相和产生的蒸汽相构 成。相平衡关系是蒸馏过程分析的重要基础。 1）用饱和蒸气压表示气液平衡关系
液相为理想溶液，遵循拉乌尔定律： 在某一温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数。
手册中查
气相为理想气体，遵循道尔顿分压定律： 某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时 所产生的压力；而气体混合物的总压强等于各气体分压之和。
由此可知，简单蒸馏，即将液体混合物进行一次部分气化(单 级)的过程，只能起到部分分离的作用，只适用于要求粗分或初步 加工的场合。而要使混合物中的组分得到高纯度（几乎完全）的 分离，只有进行精馏。
1.4.2 多次部分气化和部分冷凝
1. 过程分析
如果将图1所示的蒸馏单级分离加以组合 , 变成如图3所示的多级分离流程（以3级为例 ）. 若将第1级溶液部分气化所得气相产品在 冷凝器中加以冷凝, 然后再将冷凝液在第2级 中部分气化, 此时所得气相组成为y2，y2＞y1, 这种部分气化的次数（级数）愈多, 所得到的 蒸汽浓度也愈高, 最后几乎可得到纯态的易挥 发组分. 同理, 若将从各分离器所得到的液相 产品分别进行多次部分气化和分离, 那么这种 级数愈多, 得到的液相浓度也愈低, 最后可得 到几乎纯态的难挥发组分.
图3 多次部分气化的分离示意图
上述的气－液相浓度变化情况可以从图中清晰地看到.因此,同时多 次地进行部分气化是使混合物得以完全分离地必要条件.
不难看出, 图6-3所示的流程在工业上是不能采用的, 因其存在以 下两个问题：
（1）分离过程得到许多中间馏分， 如图中的组成为x1.x2 等液相产品，因此 最后纯产品的收率就很低；
图6所示的为精馏塔的模型，目前工业上 使用的精馏塔是它的体现。塔中各级的易挥发 组分浓度由上至下逐级降低，而温度逐步增高。 当某级的浓度与原料液的浓度相同或相近时， 原料液就由此级进入。
精馏与精馏原理PPT
第六章 精馏
组员：
零梅妹 朱喜迎 尚赟 李桂浩 赵兴云 罗世波 农雄机 黄勇胜
1.气液相平衡
1.1 定义 1.2 两组分理想溶液的气液平衡相图 1.3 气液相平衡关系
A xA pB B
定义式 xB 代入 pA
α 愈大，A、B两组分愈容易分离； α =1不能用普通精馏分离。
对理想溶液：
0 p p x 拉乌儿 A A A 0 x x p A 0 A A 0 p p x p B B B B 定律 x x B B
d.下曲线为t-x线，也称为饱和 苯—甲苯混合液的t-x-y图 液体线（泡点线）
1.2.2 x-y图
a.以x（气相或液相的浓度） 为横坐标，y（温度）为纵坐 标 b.曲线表示液相组成与之平衡 的气相组成间的关系。 c.对角线x=y的直线 ,作查图 时参考用 。 d.平衡线位于对角线上方
苯—甲苯混合液的x-y图
分冷凝相结合的操作。
精馏中的两个重要概念：
轻组分：挥发性高的组分（沸点低的组分）
重组分：挥发性低的组分（沸点高的组分）
液体混合物经过多次部份汽化后可变为高纯度的
难挥发组分 。
气体混和物经过多次部分泠凝后可变为高纯度的
易挥发组分。
2-2 精馏原理
① 回流
塔顶液相回流和塔底汽相回流，为偏离衡的气 液相在塔内各板上提供了接触条件，实现了气 液相间的质量传递。
馏出液 进料
塔顶蒸汽进入全（冷）凝器被
全部冷凝，将部分冷凝液用泵（ 或借重力作用）送回塔顶作为回 流液体，其余部分作为塔顶产品 （称为馏出液）采出。
(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。
化工原理第一节 精馏1.概述、相平衡(课堂PPT)
Boiling Point 泡点线：
Boiling Curve
对应液体的每一个组成，都有与之对应的泡 点。所有这些泡点形成的蓝色线叫泡点线
2
23
混合蒸汽冷凝过程
在t ~ x ~ y相图上表
达
露点 ： Dew point 露点线 ： Dew point curve
2
24
注意
• 混合液体的泡点、 露点随组成而变， 不是定值
m
1 2
(1
2 )
--算术
m
1
---几何
2
要求：
1（塔顶）和2（塔底）相差 < 15%
超过这个范围，应将相平衡曲线分段
2
P242 （例子6-3 ）：
19
表1、苯和甲苯混合物的相对挥发度
温度(℃)
80
90
100
110
2.62 2.44 2.40 2.39
苯沸点：80.1 ℃，甲苯沸点：110.63 ℃， 可看成常数。近似理想物系。
易挥发组分越来越少
6
2. 平衡蒸馏（闪蒸） Equilibrium (Flash) Distillation
关键部件：节流阀
经过节流阀以后的气液两相成平衡状态：故称之为平衡蒸馏
2
7
3. 精馏 Rectification
冷凝器
加热器
2
8
4. 特殊精馏
恒沸精馏 Azetropic-Distillation 萃取精馏 Extrative-Distillation 分子蒸馏 现代科技进展之一：分子水平上的分离 催化精馏 现代科技进展之二：加入催化剂之精馏 反应精馏 现代科技进展之三：反应与精馏之耦合
组分的饱和蒸汽压实际上是温度的函数—Antoine 方程 (附录10---P.335)
精馏优秀课件
1. 连续精馏操作流程
2. 间歇精馏操作流程
26
3. 精馏塔旳操作情况
tn-1
塔板上: yn+1<xn-1, tn+1>tn-1 两者互不平衡
即:存在温度差和浓度差
tn+1
成果:传质和传热
yn >xn
理论(理想)板
若： ① 气液两相接触时间足够长
② 板上混合足够均匀
即:
则：离开第n块板时旳汽-液二相 构成构成平衡关系
3. 塔釜产品屡次部分汽化
t1
t1
t1’
t1'
t2’
t
' 2
操作流程
操作在相图上旳反应
成果:对初级混合液部分汽化后得到旳液相在塔底经屡次部分汽化 20 最终可得液相浓度为x2`（较低）旳塔底产品构成。
4. 过程进行旳必要条件及存在问题讨论 ① 由2、3可知：欲使混合液得到有效分离，必须同步分别对 塔顶汽相和塔釜液相进行屡次部分泠凝和屡次部分汽化。
双组分 —— 要点讨论 多组分 —— 简要简介
蒸馏操作实例：石油炼制中使用旳 250 万吨常减压装置幻灯片 5 5
§6.1 双组分溶液旳汽-液相平衡
汽液相平衡是分析精馏原理和进行设备计算旳理论基础，过程 以两相到达平衡为极限。
§6.1.1 溶液旳蒸汽压和拉乌尔定律（Raoult’s law）
一. 纯组分饱和蒸汽压 在密闭容器内，在一定温度下，纯组分液体旳汽液两相到达平 衡状态，称为饱和状态，其蒸汽为饱和蒸汽，其压力为饱和蒸 汽压。
16
泡点线
0
xA xf
yA 1.0
x(y)
§ 6.3.2 精馏原理和流程
精馏流程(熟悉有关旳概念)
《化工原理蒸馏》课件
蒸馏的原理与流程
蒸馏原理
基于不同组分在汽化、冷凝过程中的物理性质差异，通过控制温度和压力，使 不同组分得以分离。
蒸馏流程
包括加热、汽化、冷凝、收集等步骤，通过优化流程参数，提高分离效果和效 率。
蒸馏在化工中的应用
01
02
03
石油化工
蒸馏是石油化工中常用的 分离方法，用于生产汽油 、柴油、煤油等。
02
数学模型通过建立数学方程来描述蒸馏塔内各相之间的传递和
反应过程，以便对蒸馏过程进行模拟和优化。
常见的蒸馏过程数学模型包括质量传递、动量传递和热量传递
03
模型，以及涉及化学反应的模型。
蒸馏过程的模拟软件介绍
01
蒸馏过程的模拟软件是用于模 拟和优化蒸馏过程的计算机程 序。
02
这些软件基于数学模型，通过 数值方法求解描述蒸馏过程的 偏微分方程，以预测蒸馏塔的 操作性能和优化设计。
蒸馏压力也影响蒸馏效率和产品质量。在 高压下，液体沸点升高，可分离沸点更接 近的组分。
蒸馏速率
回流比
蒸馏速率决定了蒸馏过程的效率。过快的 蒸馏速率可能导致产品质量下降，而慢速 蒸馏则可以提高产品质量和分离效果。
回流比是影响蒸馏效率和产品纯度的关键 参数。增大回流比可以提高产品纯度，但 也会增加能耗和操作成本。
新型塔板和填料的应用
采用新型塔板和填料可以提高蒸馏效率和分离效果，降低能耗和 操作成本。
强化传热传质技术
采用强化传热传质技术可以提高蒸馏效率，减小设备体积和操作成 本。
过程集成与优化
通过过程集成与优化，实现蒸馏过程的节能减排和资源高效利用。
04
蒸馏过程的模拟与计算
蒸馏过程的数学模型
01
精馏原理.ppt
②恒摩尔液流: 精馏操作时，在塔的精馏段内， 每层板下降的液体摩尔流量都是相等，在提馏段 内也是如此，但两段液体的摩尔流量却不一定相 等，即：
L1 = L2 =...= Ln =L L1'= L2' =...=Ln' =L' 式中 L----精馏段中下降液体摩尔流量（kmol/h）
• •
2、精馏塔
板式塔
•分类 填料塔
x ，t n-1 n-1
yn，tn
工作原理：
理论板： 精馏段： 提馏段： 进料板（加料板）：
y ，t n+1 n+1
xn，tn
如何确定加料 板位置？
第四节 精馏塔的物料衡算和操作线方程
一、全塔物料衡算
V，y1
以全塔为衡算范围，以单位时
间为基准，则有
F，xF
总物料: F = D + W
操作关系：精馏塔内自任意第n层塔板下降 的液相组成与其相邻的下一层塔板上升的气 相组成之间的关系。
精馏段操作线方程 的推导图
V，y1
1 2 n
n+1
y1 L，xD
x2
y2
yn
xn yn+1
F，xF
D，xD
易挥发组分：
L，xD
D，x
V´
F ·xF= D·xD + W·xw
L´
W，
回收率：
易挥发组分回收率 = DxD
FxF
×100℅
难挥发组分的回收率 =
W (1 xw ) F (1 xF )
×100℅
[例题] 某连续精馏塔操作压力为700kPa，用来
化工原理课件精馏201203
一、问答题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？x下降，而F、q、R、'V19、一正在运行的精馏塔，由于前段工序的原因，使料液组成F仍不变，试分析L、V、'L、D、W及D x、W x将如何变化？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x、q、R、'V均同设计值，试分析L、V、'L、D、W、及D x、W x的变下了几块板。
若F、F化趋势？（同原设计值相比）21、设计一精馏塔，其物料性质、进料量及组成、馏出液及釜液组成、回流比、冷却水温度、加热蒸汽压力均不变。
当进料状态由泡点进料改为饱和蒸汽进料时，塔板数是否相同？再沸器所需蒸汽量是否改变？22、有一正在操作的精馏塔分离某混合液。
若下列条件改变，问馏出液及釜液组成有何改变？假设其他条件不变，塔板效率不变。
（1）回流比下降；（1）原料中易挥发组分浓度上升；（2）进料口上移。
23、在精馏塔操作中，若F、V维持不变，而x F由于某种原因降低，问可用哪些措施使x D 维持不变？并比较这些方法的优缺点。
二：计算题1．在101.3 kPa时正庚烷和正辛烷的平衡数据如下：试求：（1）在压力101.3 kPa下，溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡蒸汽的瞬间组成？（2）在压力101.3 kPa下被加热到117℃时溶液处于什么状态？各相的组成为多少？（3）溶液被加热到什么温度时全部气化为饱和蒸汽？2．根据某理想物系的平衡数据，试计算出相对挥发度并写出相平衡方程式。
化工原理精馏PPT课件
D,xD
•
(xD,xD)
3
(二) 提馏段操作线方程
总物料衡算：L=V+W
m Lxm V ym+1
m+1
易挥发组分衡算 :Lxm= Vym+1+ WxW
yN
ym 1LL Wxm LW WxW 或 ym 1V Lxm V WxW
N xN
V
LxN
W,xw
提馏段操作 线方程
•(xW,xW)
4
【例1】在连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量 为100kmol/h，组成为0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同），提馏 段下降液体量与精馏段相等，馏出液组成为0.98，回流比为2.6。若 要求易挥发组分回收率为96%，试计算： (1) 釜残液的摩尔流量； (2) 提馏段操作线方程。
IV IL
(1)饱和液体进料——泡点进料
LV F
此时，IF=IL
q=1
原料液全部与精馏段下降液体汇合进入 提馏段。
L V
饱和液体
L =L+F
V =V
11
(2)饱和蒸汽进料
IF=IV
q=0
q IV IF IV IL
原料全部与提馏段上升气体汇合进入 精馏段。
L =L V=V +F
(3)冷液进料
内容回顾
一、精馏原理
（1）无中间加热及冷凝器的多次部分气化和多次部分冷凝 （2）顶部回流及底部气化是保证精馏过程稳定操作的必不可 缺少的条件。 （3）精馏操作流程 （4）相邻塔板温度及浓度的关系
tn1tntn1 xn1xnxn1 yn1ynyn1
1
二、理论塔板
三、恒摩尔流假定 四、全塔物料衡算
化工原理精馏.pptx
p
0 A
pB0
上式为一定总压下汽相组成与温度的关系式。该温度又称为露点 （dew-point），上式又称为露点方程。
严格地说没有完全理想的物系。对那些性质相近、结构相似的组分 所组成的溶液，如苯-甲苯，甲醇-乙醇等，可视为理想溶液；若汽相 压力不太高(<10Mpa)，可视为理想气体，则物系可视为理想物系。
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
Ki
yi xi
=f（物系 , T，P ）
式中： yi 和 xi 分别表示 i 组分在互为平衡的汽、液两相中的摩尔分数。 对于易挥发组分，Ki >1，即 yi > xi。
溶液沸腾时，溶液上方的总压应等于各组分分压之和，即
P
pA
pB
p
0 A
xA
pB0 1
xA
xA
P pB0
p
0 A
pB0
泡点方程（bubble-point equation）
poA、poB 取决于溶液沸腾温度，上式表达一定总压下液相组成与溶液泡
点温度关系。已知溶液的泡点可由上式计算液相组成；反之，已知溶液
多组分精馏：例如原油的分离。 双组分精馏：如正异构丁醛,苯-甲苯体系等。
简单蒸馏或平衡蒸馏：用在分离要求不高的情况下。 精馏：分离纯度要求很高时采用。 特殊精馏：混合物中各组分挥发性相差很小，难以用普通精馏分离，
借助某些特殊手段进行的精馏。
1 双组分溶液的气液相平衡关系
蒸馏分离的物系由加热至沸腾的液相和产生的蒸汽相构成。相平衡 关系是蒸馏过程分析的重要理论基础。
化工原理精馏PPT课件全
用饱和蒸气压表示的气液平衡关系
2）用相对挥发度表示 ☆挥发度定义
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
pA pyA
pB pyB p(1 yA )
p
o A
xA
pyA
yA
p
o A
xA
p
pBo xB pyB
yB
pBo xB p
yA
p
o A
x
A
p
xA
p pBo pAo pBo
yA
pAo p
p pBo pAo pBo
xA
p pBo pAo pBo
,
yA
pAo p
p pBo pAo pBo
解 (1)利用拉乌尔定律计算气液平衡数据
xA
p pBo pAo pBo
yA
p
o A
x
A
p
t/℃ x y
80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.8 1.000 0.822 0.639 0.508 0.376 0.256 0.155 0.058 0.000 1.000 0.922 0.819 0.720 0.595 0.453 0.305 0.127 0.000
xF，y，x---原料液、气相、液相产品的组成，摩尔分数
y
1
F D
x
《精馏基础知识》课件
塔板或填料
提供气液接触面，促进气液传质 和传热。
进料口
将原料引入塔内的装置，位置根 据工艺要求而定。
塔底再沸器
加热塔底液体，使其部分汽化后 返回塔内，提供上升蒸汽。
塔顶冷凝器
将塔顶上升蒸汽冷凝成液体的装 置，以便进行液相收集和回流。
回流口
将部分塔顶冷凝液返回塔内的装 置，用于提供液相回流。
精馏塔操作参数设置
03
精馏塔结构与操作
精馏塔类型及特点
1 2
3
板式塔
气液接触良好，操作弹性大，塔板效率高，但结构复杂，造 价高。
填料塔
结构简单，造价低，压降小，但操作弹性小，效率相对较低 。
复合塔
结合板式塔和填料塔的优点，具有高效、低压降、大操作弹 性等特点。
精馏塔内部构件介绍
塔体
提供气液传质和传热的场所，通 常由钢板焊接而成。
精馏原理
基于溶液中不同组分相对挥发度的差异，通过加热使溶液部分汽化，然后使汽液两相进行充分接触，进行相际传 质，使易挥发组分不断从液相往气相中转移，而难挥发组分则从气相往液相中转移，从而在塔顶得到易挥发组分 的浓度较高的产品，在塔底得到难挥发组分的浓度较高的产品。
精馏分类及应用领域
精馏分类
根据操作方式的不同，精馏可分为连 续精馏和间歇精馏；根据压力的不同 ，可分为常压精馏、加压精馏和减压 精馏。
随着新能源和环保领域的快速发展，精馏 技术将在这些领域发挥重要作用，如用于 锂电池电解液的提纯、废气处理等。
THANKS
实验结果讨论与误差分析
实验结果展示
将实验结果以图表形式展示，便于直观比较和分析。
结果讨论
根据实验结果，讨论精馏过程的效率、产品质量等关键指标，以及 与理论预测的差异。
北京化工大学 《化工原理》 课件 第六章 精馏.
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北京化工大学化工原理电子课件
精馏操作分离要求：
（1）D, xD (W, xW)；
（2）xD , xW；
（3）A
Dx D FxF
100 %
选择条件：
操作压力p，回流比R，进料热状态q。
确定：塔板数N
返回
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2、 塔板的作用
北京化工大学化工原理电子课件
特点：
•塔板提供了汽液 分离的场所。
•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
返回
北京化工大学化工原理电子课件
3、 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：
VFቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V’ L’
冷液进料
L' L F
V V'
V
LV
(1-q)F
F
V’
qF L
V’
L’
L’
泡点进料
汽液混合进料
V '＝V
L'＝L＋F
V ＝V (1 q)F
L L qF
返回
VL F
北京化工大学化工原理电子课件
VL F
V’ L’
饱和蒸汽进料
VV F L L
V’ L’
3、组成~温度图（t~x~y图)
两条线：气相线（露点线） yA~t 关系曲线 液相线（泡点线） xA~t 关系曲线
三个区域：液相区 气、液共存区 气相区
返回
4、x~y图
精馏PPT课件
3.1.2 最小回流比
R Rm时， N 塔中出现恒浓区
恒浓区——精馏塔中全部浓度不变的区域
1R. m 时，恒浓区出现的情况
二元精馏：
e
恒浓区
Rm
xD ye ye xe
y
恒浓区：一个，出现在
xW x xD
进料板
<页脚>
多元精馏：
定义：顶釜同时出现的组分——分配组分 只在顶或釜出现的组分——非分配组分
1. 在[l r ,hr ]中设 b式 试差确定 2. 将代入a式 Rm
注意：若LK、HK挥发度不相邻，可在
l r , hr之间试差出几个 ，解出
几个Rm，最后取平均值。
例3-1 试计算下述条件下精馏塔的最小回流比。 进料状态为饱和液相q=1.0。
本计算所用到的数据列表如下（组成：摩尔分数）
编号 组分
<页脚>
精馏塔的任务：
LK尽量多的进入塔 顶馏出液；
HK尽量多的进入塔 釜釜液。
对于精馏中的非关键组分：
设 ih 为非关键组分i对HK的相对挥 发度。
若：i h l h :
— i为轻组分，表示： LNK
i h hh :
— i为重组分，表示： HNK
lh ih hh :
— i为中间关键组分
二、相平衡常数和分离因子 定义：K i yi xi
实际上由设计者指定浓度和提出要求的那两个 组分，实际上也就决定了其它组分的浓度。
这两个组分称为关键组分：轻关键组分和重关 键组分。
（1）关键组分的概念
关键组分的选则是根据塔顶和塔底产品工艺要求的组成来选择 的，通常选择挥发度相邻的两个组分。
例如，石油裂解气的组成如下。深冷分离工艺要求塔顶回收乙 烷97%，塔底回收丙烯99%。
03- 精馏.ppt-266页PPT资料
2、精馏操作流程
精馏系统一般由精馏塔、冷凝器、再沸器及 各种泵等设备组成
精馏装置举例
精 馏 段
简单塔 提 馏 段
3、双组分和多组分精馏的异同
x L,D K x L,W K
0 .99 0 .0 92 098
组分物料衡算
w1d4 d5 0
w4 f4 0.68k6mohl
d1f10.038kmohl w5 f5 0.01k9mohl
d2D2,D x16 .27 00.999 10 6 .073 k3 mhol
普通精馏塔，设组分数为c，
F、zi、D、W c3
xi,D、xi,W
c2
可列出方程式数 物料平衡式 FizDi,D xWi,W x
Nv 2c5
归一方程 zi 1 , xi,D 1 , xi,W 1
Nc c3
设计变量 N i N v N c 2 c 5 c 3 c 2
第三章 精馏
3.1多组分精馏 3.2.恒沸精馏 3.3 萃取精馏 3.4.加盐萃取精馏
第三章 精馏
教学目的与要求： 掌握多组分精馏、恒沸精馏、萃取精
馏、加盐精馏等过程的基本理论，操作特 点，流程及其简捷计算方法，以及塔内的 流率、浓度和温度分布特点。
3.1多组分精馏
1、两组分精馏和多组分精馏 多次单级分离的串联，简称精馏
给定：进料量F，分离要求XDH、XWL； 计算：平衡级N、回流比R、进料位置NF 等 将多组分的分离简化为一对关键组分的分离； 物料衡算按清晰分割计算，求得塔顶和塔釜的流量 和组成； 用芬斯克公式计算最少理论板数； 用恩德特伍德公式计算最小回流比； FUG法 用吉利兰关联图求得理论板数N
《化工原理精馏》课件
反应反馈机制
汽提过程和混合过程
探讨汽提和混合等反应反馈机制在精馏中的应用 和原理。
反应器基础
介绍异构反应器和精馏剂的重要性以及它们在反 应反馈中的角色。
塔内传热方式
讲解塔内传热方式对精馏反应效率的影响和优化 方法。
温度和压力对反应的影响
探索温度和压力对精馏反应效果的影响和调节方 法。
装置的优化
1
解析卡曼方程、速度梯度等物理原理在精馏中的应用和影响。
塔设计
精馏塔的分类
详述不同类型的精馏 塔及其特点和应用领 域。
塔的结构和内 部组成
探讨精馏塔的结构构 造和内部组件在精馏 过程中的作用。
塔的操作流程
介绍精馏塔的运行流 程和操作步骤，为高 效运行提供指导。
塔的设计准则
阐述精馏塔设计的关 键准则和参数，确保 塔的安全和性能。
《化工原理精馏》PPT课 件
本PPT课件介绍了化工原理精馏的理论基础、塔设计、反应反馈机制、装置优 化和案例分析等内容，展望了精馏技术的未来发展趋势。
理论基础
1
精馏的定义和分类
介绍精馏的概念及其在化工领域中的不同应用分类。
2
热与精馏相关的热力学概念。
3
物理基础
化学工业中的应用
介绍精馏在化学工业中的成功案例和广泛应用。
环保领域中的应用
分析精馏在环保领域中的应用和对环境保护的贡献。
食品工业中的应用
探讨精馏在食品工业中的创新应用和效果。
结束语
总结课程内容并展望精馏技术在未来的发展趋势，鼓励学习者继续深入研究该领域。
精馏技术的优化方法
介绍精馏技术的优化策略和实践，提高
节能技术
2
效率和生产力。
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一、问答题
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？
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。
若F、
x、q、R、'V均同设计值，试分析L、V、'L、D、W、及D x、W x的变
F
化趋势？（同原设计值相比）
21、设计一精馏塔，其物料性质、进料量及组成、馏出液及釜液组成、回流比、冷却水温度、加热蒸汽压力均不变。
当进料状态由泡点进料改为饱和蒸汽进料时，塔板数是否相同？再沸器所需蒸汽量是否改变？
22、有一正在操作的精馏塔分离某混合液。
若下列条件改变，问馏出液及釜液组成有何改变？
假设其他条件不变，塔板效率不变。
（1）回流比下降；
（1）原料中易挥发组分浓度上升；
（2）进料口上移。
23、在精馏塔操作中，若F、V维持不变，而x F由于某种原因降低，问可用哪些措施使x D 维持不变？并比较这些方法的优缺点。
二：计算题
1．在101.3 kPa时正庚烷和正辛烷的平衡数据如下：
试求：（1）在压力101.3 kPa下，溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡蒸汽的瞬间组成？
（2）在压力101.3 kPa下被加热到117℃时溶液处于什么状态？各相的组成为多少？（3）溶液被加热到什么温度时全部气化为饱和蒸汽？
2．根据某理想物系的平衡数据，试计算出相对挥发度并写出相平衡方程式。
3、今有苯酚和对苯酚的混合液。
已知在390K，总压101.3KPa下，苯酚的饱和蒸汽压为11.58Kpa，对苯酚的饱和蒸汽压为8.76Kpa，试求苯酚的相对挥发度？
4、在连续精馏塔中分离含苯50%（质量百分数，下同）的苯—甲苯混合液。
要求馏出液组成为98%，釜残液组成为1%。
试求苯的回收率？
5、在一常压连续精馏塔中，分离某理想溶液，原料液浓度为0.4,塔顶馏出液为0.95（均为易挥发组份的縻尔分率）。
回流比为最小回流比的1.5。
每千縻尔原料变成饱和蒸汽所需热量等于原料液的千縻尔汽化潜热的1.2倍。
操作条件下溶液的相对挥发度为2，塔顶采用全冷器，泡点回流。
试计算由第二块理论板上升的气相组成？
6、某二元混合物在连续精馏塔中分离，饱和液体进料，组成为5.0=F x ，塔 顶馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05，（以上均为易挥发组分的縻尔分率），相对挥发度为3，回流比为最小回流比的2倍。
塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜为间接蒸汽加热。
试求：进入第一块理论板的气相浓度？离开最后一块理论板的液相浓度？
7、图示的精馏塔是由一只蒸馏釜和一块实际板所组成。
料液由塔顶加入，泡点进料，
2.0=F x ，今测得塔顶易挥发组分的回收率为80%，糸统的相对挥发度为0.3=α。
且
3.0=D x
求：残液组成W x 和该块塔板的液相默夫里效率？（蒸馏釜可视为一块理论板）。
8、根据下图，（1）写出两操作线方程，（2）画出理论塔板数，并说出加料位置？（3）写出塔顶、塔釜产物的组成？
F x
9．用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，原料中含苯0.4（摩尔分数，下同），要求塔顶馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02，若原料液温度为25℃，求进料热状况参数q为多少？若原料为气液混合物，气液比为3:4，q值为多少？
附表常压下苯-甲苯的平衡数据
10．用一连续操作的精馏塔分离丙烯-丙烷混合液，进料含丙烯0.8（摩尔分数，下同），常压操作，泡点进料，要使塔顶产品含丙烯0.95，塔釜产品含丙烷0.95，物系的相对挥发度为1.16，试计算：（1）最小回流比；（2）所需的最少理论塔板数。
11、一个只有提馏段的精馏塔，组成为0.5（摩尔分数，下同）的饱和液体自塔顶加入，若体系的相对挥发度为2.5，塔底产品组成控制为0.03，当塔顶回流比为0.27时，求：
(1) 塔顶组成的最大可能值；
(2) 若要求塔顶产品组成达到0.8，回流比至少为多少?
12．用常压精馏塔分离苯和甲苯混合液。
已知精馏塔每小时处理含苯0.44（摩尔分数，下同）的混合液100kmol，要求馏出液中含苯0.975，残液中含苯0.0235。
操作回流比为3.5，采用全凝器，泡点回流。
物系的平均相对挥发度为2.47。
试计算泡点进料时以下各项：
（1）理论板数和进料位置；
（2）再沸器热负荷和加热蒸汽消耗量，加热蒸汽绝压为200kPa；
（3）全凝器热负荷和冷却水的消耗量（冷却水进、出口温度t1=25℃, t2=40℃）。
（4）改为温度为30℃的冷液回流，其他条件不变，上述结果怎样变化？
（5）若改为温度30℃的冷液进料，上述结果如何变化？。