化工原理蒸馏习题课精品PPT课件
合集下载
化工原理蒸馏.ppt
p
0 A
＝116.9kPa，
pB0＝45.8 kPa。求得
xA
P pB0
p
0 A
pB0
0.78 0.8
重设t＝84.5 ℃，重复上述计算，可得 pA0＝115.2 kPa，
p
0 B
＝45
kPa，求得
xABiblioteka P pB0p0 A
pB0
0.802 0.8
说明所设温度正确，且 p＝A0 115.2kPa，故 y 0.9
液体的蒸 馏
——沸点不同的液体混合物的分离
混合物的分类： 非均相物系(气固相混合物) 均相物系(液体混合物、气体混合物等)
均相物系分离的条件： 依据物系中不同组分之间的某些性质差异。
传质分离过程的概念： 将物质在相间的转移过程称为传质(分离)
过程。 常见的传质分离过程有精馏、吸收、萃取等。
蒸馏分离的对象：液体混合物的分离 利用被分离液体之间挥发度的差异， 采用加热的方式 在一定范围遵循拉乌尔定律
xA
P
p
0 B
p
0 A
p
0 B
0.26
yA
p
0 A
P
xA
0.46
已知双组分混合液中，苯(A)占80％，甲苯占20％(摩尔百
分率)。试求常压下与该液相相平衡的汽相组成及温度。苯、
甲苯的饱和蒸汽压可按上例中的Antoine公式计算。
解：由已知x＝0.8，P＝101.3 kPa，汽相平衡组成可利用
蒸馏过程的特点：
10 蒸馏过程 将液体溶液加热至沸腾，液体便汽化，由于溶液
中各组分的挥发性不同，即蒸汽压不同，产生的所 相与液相组成便不同，易挥发的组成较多地进入气 相，而难挥发组分则较多的留在液相，于是，由原 来单一的液体溶液分成接触的浓度不同的汽液两 相，——这样便实现了组份的初步分离——这种分 馏原理叫蒸馏原理，根据蒸馏原理而设计的各种分 离操作都属于蒸馏过程，常见的的蒸馏过程有闪蒸， 简单蒸馏、连续精馏和间隙精馏等。
《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
第六章蒸馏PPT幻灯片课件
精馏段 L1 L2 Ln L 提馏段 L1 L2 Lm L
恒摩尔流的假定成立的条件： 各组分的摩尔汽化热相等 气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略 塔设备保温良好，热损失可忽略
22
二、物料衡算和操作线方程
1、全塔物料衡算
总物料 F D W
加热 苯和甲苯
苯（沸点低） 易挥发组分 冷凝
甲苯
难挥发组分
苯组成较高的产品
2
蒸馏在化工中的应用 原油蒸馏： 汽油、煤油、柴油及重油 混合芳烃蒸馏： 苯、甲苯及二甲苯 液态空气蒸馏： 液氧、液氮 2、特点 可直接得到所需产品 吸收、萃取等需外加其他组分 适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物 蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离 操作耗能较大
yA
p
0 A
p
xA
k A 相平衡常数
y A k A x A 相平衡常数表示
的气液平衡关系
露点方程
yA
pA0 p
p
p
பைடு நூலகம்0 A
p
0 A
pB0
8
（3）以相对挥发度表示的气液平衡方程
挥发度
vA
pA xA
vB
pB xB
对于理想溶液，符合拉乌尔定律有
vA
p
0 A
vB
p
0 B
相对挥发度 易挥发组分的挥发度与难挥发组分的之比
4
二、两组分理想物系的气液平衡
1、气液平衡相图 温度—组成（t-x-y)图 饱和蒸气线t-y 饱和液体线t-x 液相区、过热蒸气区、气 液共存区
泡点温度 泡点线 露点温度 露点线
恒摩尔流的假定成立的条件： 各组分的摩尔汽化热相等 气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略 塔设备保温良好，热损失可忽略
22
二、物料衡算和操作线方程
1、全塔物料衡算
总物料 F D W
加热 苯和甲苯
苯（沸点低） 易挥发组分 冷凝
甲苯
难挥发组分
苯组成较高的产品
2
蒸馏在化工中的应用 原油蒸馏： 汽油、煤油、柴油及重油 混合芳烃蒸馏： 苯、甲苯及二甲苯 液态空气蒸馏： 液氧、液氮 2、特点 可直接得到所需产品 吸收、萃取等需外加其他组分 适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物 蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离 操作耗能较大
yA
p
0 A
p
xA
k A 相平衡常数
y A k A x A 相平衡常数表示
的气液平衡关系
露点方程
yA
pA0 p
p
p
பைடு நூலகம்0 A
p
0 A
pB0
8
（3）以相对挥发度表示的气液平衡方程
挥发度
vA
pA xA
vB
pB xB
对于理想溶液，符合拉乌尔定律有
vA
p
0 A
vB
p
0 B
相对挥发度 易挥发组分的挥发度与难挥发组分的之比
4
二、两组分理想物系的气液平衡
1、气液平衡相图 温度—组成（t-x-y)图 饱和蒸气线t-y 饱和液体线t-x 液相区、过热蒸气区、气 液共存区
泡点温度 泡点线 露点温度 露点线
化工原理—蒸馏ppt课件
多组分精馏：例如原油的分别。
双组分精馏：例如乙纯-水体系的分别。
本章着重讨论常压下双组分延续精馏。其原理和计算方法可 推行运用到多组分体系。
气液两相的接触方式
延续接触〔微分接触〕：气、液两 相的浓度呈延续变化。如填料塔。
溶剂 溶剂
规整填料 塑料丝网波纹填料
散装填料 塑料鲍尔环填料
级式接触：气、液两相逐级接触传 质，两相的组成呈阶跃变化。 如板 式塔。
对非理想物系，气〔汽〕、液相的逸度服从以下方程：
fˆiG Pyii
fˆiL fiLxii
式中 i — 气〔汽〕相 i 组分的逸度系数； i — 液相 i 组分的活度系数； fiL — 纯液体 i 在系统温度、压力下的逸度。
fiLpi0i0exV piLP RT pi0
波印丁〔Poynting 〕
xA
P pB0 pA0 pB0
泡点方程〔bubble-point equation〕
理想溶液的汽液平衡——拉乌尔〔Raoult〕定律
xA
P pB0 pA0 pB0
因 poA、poB 取决于溶液沸腾时的〔泡点〕温度，所以上 式实践表达的是一定总压下液相组成与溶液泡点温度关系。
知溶液的泡点可由上式计算液相组成；反之，知组成也可由 上式算出溶液的泡点，但普通需试差。
根据相平衡常数的定义
Ki
yi xi
fiL i Pi
式中 i，i 的计算分别与气〔汽〕相组成和液相组成有关 ，相平衡常数 K 不仅与系统温度、压强有关，也与相组成 有关。要确定非理想物系相平衡关系有相当难度。
相平衡常数〔distribution coefficient〕
当系统压力较低，气相近似为理想气体时，气相逸度系数 i 接近于1，波印丁因子也接近于1，有
双组分精馏：例如乙纯-水体系的分别。
本章着重讨论常压下双组分延续精馏。其原理和计算方法可 推行运用到多组分体系。
气液两相的接触方式
延续接触〔微分接触〕：气、液两 相的浓度呈延续变化。如填料塔。
溶剂 溶剂
规整填料 塑料丝网波纹填料
散装填料 塑料鲍尔环填料
级式接触：气、液两相逐级接触传 质，两相的组成呈阶跃变化。 如板 式塔。
对非理想物系，气〔汽〕、液相的逸度服从以下方程：
fˆiG Pyii
fˆiL fiLxii
式中 i — 气〔汽〕相 i 组分的逸度系数； i — 液相 i 组分的活度系数； fiL — 纯液体 i 在系统温度、压力下的逸度。
fiLpi0i0exV piLP RT pi0
波印丁〔Poynting 〕
xA
P pB0 pA0 pB0
泡点方程〔bubble-point equation〕
理想溶液的汽液平衡——拉乌尔〔Raoult〕定律
xA
P pB0 pA0 pB0
因 poA、poB 取决于溶液沸腾时的〔泡点〕温度，所以上 式实践表达的是一定总压下液相组成与溶液泡点温度关系。
知溶液的泡点可由上式计算液相组成；反之，知组成也可由 上式算出溶液的泡点，但普通需试差。
根据相平衡常数的定义
Ki
yi xi
fiL i Pi
式中 i，i 的计算分别与气〔汽〕相组成和液相组成有关 ，相平衡常数 K 不仅与系统温度、压强有关，也与相组成 有关。要确定非理想物系相平衡关系有相当难度。
相平衡常数〔distribution coefficient〕
当系统压力较低，气相近似为理想气体时，气相逸度系数 i 接近于1，波印丁因子也接近于1，有
化工原理蒸馏PPT课件
1
16
1. 利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
在 一 定 的 压 力 下t fx
t gy
? 理想物系
在 一 定 的 温 度 下pAf x 理想物系 pBgx
p
A
pB
ห้องสมุดไป่ตู้
p
0 A
x
A
p
0 B
x
B
拉乌尔定律
理 想 物 系 的 t - x （ y ） 相 平 衡 关 系 ：
对 理 想 物 系 ， 汽 相 满 足 ： P p A p B p0 AxpB 0(1x)
vA
pA xA
vB
pB xB
显 然 对 理 想 溶 液 ， 根 据 拉 乌 尔 定 律 有 ：
Ap0 A，BpB 0
什 么 是 相 对 挥 发 度 ？
相对挥发度
vA vB
pA pB
xA xB
yA yB
xA xB
显然对理想溶液，有：
p
0 A
p
0 B
y x 1( 1)x
8
液体混合物的蒸气压
10
§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。
t, P, y
A
B
f C 2 2 2 2 2 t, x
溶 液 （ A+B）
加热
11
§6.2 二元物系的汽液相平衡
P 一定
B
露点线 汽相区
t-y
t 泡点线 两相区
露点线一定在泡点线上方。 杠杆原理： 力力臂 = 常数
t-x
L1
液相区
0
x 或y
化工原理精馏-PPT
Rmin
理想溶液 x D yq
Rmin 1
xD xq
吸收
c
xW xq xF
xD
非理想溶液
Rmin
xD yq yq xq
37
6、3 双组分连续精馏塔得计 算 NT,min
当操作线远离平衡线 NT减少,与对角线重合 时达到 NT,min,一般由图解法求取。若体系为双组 分理想溶液,则可通过解析法计算 (Fenske方程):
–
0 +
6、3 双组分连续精馏塔得计
算 不同q值对操
作线得影响
f
0 < q <1
q值不同改变得
是提馏段得操作线
q=0
方程。当进料组成、q < 0 回流比及分离要求
一定时,q值得减少使
提馏段操作线越来
越靠近平衡线。
xW
吸收
28
q=1
q>1
eHale Waihona Puke xFxD29
6、3 双组分连续精馏塔得计 算6、3、5 NT及加料板位置得确定
一次部分气化和部分冷
凝
t
y1>xF>x1
y1——加热原料液时产 生得第一个 气泡得组成。
x1——经过一次气化后 原料剩下得液体得组成。
11
P=定值
D C B
A
xw x1 xF y1 yF
吸收
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
6、2 精馏原理
多次得部分气化和部分冷凝
t
y3
冷凝器
y1
xF
分离 器
需 NT及进料板位置均不同。
3)随着进料得 q值逐渐减小,精馏塔所需得 NT 是逐渐增加得。
化工原理 PPT 蒸馏
y=x
总压恒定
0
x
图6-2 苯-甲苯的x – y 相图
化工与材料工程学院---Department of Chemical and Materials Engineering
6.2.4 挥发度和相对挥发度 （1）挥发度 挥发度：
pA A xA
pB B xB
（6-6）
若为理想溶液，应用拉乌尔定律可得
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
若x计 >x，说明假设t偏小，下一轮试差时t要增大；若x计 <x， 说明假设 t 偏大，下一轮试差时 t 要减小，试差到 x计 =x 为 止，所设 t 即为所求 t。
x1 x
xF
x(或y)
y
y1 1.0
图6-1 苯-甲苯的t-x(y) 相图 (总压p=101.3kPa)
化工与材料工程学院---Department of Chemical and Materials Engineering
注意： ①纯物质在一定压力下饱和温度称为沸点，是一定值，且 无泡点、露点之分； ②二元理想溶液在一定压力下，其泡点与露点不是定值。 溶液组成不同，其泡点与露点均不同，且易挥发组分的组成x越 大，泡点越小；y越大，露点越小； ③即使同一组成的汽相与液相（即y=x）其对应的泡点与露 点也不相同，露点大于泡点（非理想体系中的恒沸点处露点= 泡点）； ④汽液混合物一定符合相平衡关系，如C点液相组成x与汽 相组成y成平衡关系，其温度相同，但对x来讲是泡点，对y来讲 是露点。
③ 三个区：t～x线以下为过 冷液体区；t～y线以上为过 热蒸汽区；两线之间的区域 为气液共存区，该区内气液 两相的组成y与x服从相平衡 关系、两相的量符合杠杆定 律。
六章节蒸馏-PPT精选.ppt
logpo A B t C
07级制药工程《化工原理》
11
二、拉乌尔定律 Raoult’s law
拉乌尔定律：在一定温度下，溶液上方某组分的平衡 分压等于此组分在该温度下的饱和蒸汽压乘以其在溶
液中的摩尔分率。 即 pA = p0AxA
理想溶液：在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律。在 这种溶液内，组分A、B分子间作用力与纯组分A的分 子间作用力或纯组分B的分子间作用力相等。
第六章 蒸馏
07级制药工程《化工原理》
1
概述
1. 蒸馏在工业上的应用 1）石油炼制工业 (原油 汽油、煤油、柴油等）； 2）石油化工工业（基本有机原料、石油裂解气等分 离）； 3）空气的分离（氧气、氮气的制备）； 4）食品加工及医药生产。
精馏装置
07级制药工程《化工原理》
4
2. 蒸馏的目的和依据
17
（二）理想溶液的t-x-y关系式
1、温度（泡点）-液相组成关系式
理想溶液服从拉乌尔定律，在一定温度下，汽液相
达到平衡时，气相中组分A、B的分压： pA 、pB 与液相组成xA，xB的关系分别为：
pA= pAo ． xA pB=pBo ．xB
由道尔顿分压定律:
p = pA + pB pA = pAoxA = pAox
示混合物的平衡温度t与液相组成x之间的关系，称为饱和液体线（液相线） （泡点线）。
3个区域：液相区：代表未沸腾液体；过热蒸汽区：代表过热蒸汽；汽 液共存区：代表汽液同时存在。
2个端点：tA、tB代表纯A、07级纯制B药工组程分《化的工原沸理点》 。
14
t/C
气相区
露点
两相区
露点线
S
V
L
07级制药工程《化工原理》
11
二、拉乌尔定律 Raoult’s law
拉乌尔定律：在一定温度下，溶液上方某组分的平衡 分压等于此组分在该温度下的饱和蒸汽压乘以其在溶
液中的摩尔分率。 即 pA = p0AxA
理想溶液：在全部浓度范围内都符合拉乌尔定律。在 这种溶液内，组分A、B分子间作用力与纯组分A的分 子间作用力或纯组分B的分子间作用力相等。
第六章 蒸馏
07级制药工程《化工原理》
1
概述
1. 蒸馏在工业上的应用 1）石油炼制工业 (原油 汽油、煤油、柴油等）； 2）石油化工工业（基本有机原料、石油裂解气等分 离）； 3）空气的分离（氧气、氮气的制备）； 4）食品加工及医药生产。
精馏装置
07级制药工程《化工原理》
4
2. 蒸馏的目的和依据
17
（二）理想溶液的t-x-y关系式
1、温度（泡点）-液相组成关系式
理想溶液服从拉乌尔定律，在一定温度下，汽液相
达到平衡时，气相中组分A、B的分压： pA 、pB 与液相组成xA，xB的关系分别为：
pA= pAo ． xA pB=pBo ．xB
由道尔顿分压定律:
p = pA + pB pA = pAoxA = pAox
示混合物的平衡温度t与液相组成x之间的关系，称为饱和液体线（液相线） （泡点线）。
3个区域：液相区：代表未沸腾液体；过热蒸汽区：代表过热蒸汽；汽 液共存区：代表汽液同时存在。
2个端点：tA、tB代表纯A、07级纯制B药工组程分《化的工原沸理点》 。
14
t/C
气相区
露点
两相区
露点线
S
V
L
化工原理下册第7章蒸馏11课件PPT
只有提馏段，无精馏段,
进料液为塔顶回流液。 ③ 操作线方程 恒摩尔流
y n 1
q nF q nW xn xW q nD q nD
④ 理论板数的求法 图解法
q= 1
回收塔的理论板数计算过程
7.6.5 冷回流和塔顶设部分冷凝器（分凝器） 1、冷回流 设冷回流的热状态参数为q*，则：
H q* r* qnL1 q *qnL H
7.6.2 带侧线采出的精馏 ① 应用 需要几种不同纯度的产品时 混合物按其沸程作大概的分割时。 ② 特点
侧线出料将塔分为多段, 各段
对应各自的操作线和操作方程。 ③ 操作线方程
对双组分带侧线采出的精馏过程 分段进行物料衡算确定塔内操作线方 程。
以一股侧线采出为例:
Ⅰ段：同前精馏段操作线方程
D D qn qn R xD xD q nD q nD II段：yS1 R 1 R 1
* mV
* m
qnL 2 qnV 1 (q * 1) qnL qnV 1 qnL qnD R* qnL1 / qnD
R* q *R
2 、塔顶设部分冷凝器（分凝器） ① 目的 节省高品位冷剂。 ② 分凝器相当于一块理论板 塔内总理论板数则等于（N－2）块理论板。
x D f ( xD )
R 1 y1 xD x D R 1 R 1
生产中通常要求稳定连续性生产
连续精馏
连续精馏的局限
(Continuous Distillation)
① 原料液分批生产； ② 批量小，种类多;
间歇精馏 Batch Distillation
③ 原料组成又经常变化，且分离要求较高；
7.7 间歇精馏过程
Rmin
化工原理 PPT 蒸馏
与t（泡点）~ x间的计算类似， t（露点）~ y间的计算也有两 种类型，算法也类似。其中已知总压p及气相组成y、求露点t 的计算也要用试差（或迭代）法。
（3）气液两相平衡组成y ~ x间的关系式 把拉乌尔定律代入道尔顿分压定律可得：
0 pA pA x y p p
0 pA K p
y Kx
蒸馏的分离对象：均相的液体混合物 蒸馏分离的介质：实现部分汽化与部分冷凝所需的热量及冷量 蒸馏分离的依据：混合液体中各组分挥发度不同 将液体混合物加热沸腾使之部分气化必有yA> xA或yB < xB; 将蒸汽混合物冷却使之部分冷凝必有xB > yB 。上述两种情况所 得到的气、液相组成均满足
气相中A组分 的摩尔分数 液相中A组分 的摩尔分数
④ 液体的正常沸点（蒸汽压等于101.3kPa时的温度）较
低，表明在同一温度下其蒸汽压较高，故理想溶液两组分挥 发的难易也可以用其沸点的高低来表示，沸点差越大，则相 对挥发度也越大。
6.2.5 非理想溶液
(1)正偏差溶液
aAB<aAA，aAB<aBB，即
异 分子间的排斥倾向起了主 导作用，使溶液的两个组 分的平衡蒸汽压都比拉乌
6.2.2 两组分理想物系的气液平衡
（1）液相组成x与液相温度t （泡点）关系式
理想物系包括两个含义： ①液相为理想溶液，服从拉乌尔定律:
液相上方A组分 的蒸汽压 液相中A组分的摩尔分数
0 p p x A A A
(6-1)
在溶液温度t 下纯 组分A饱和蒸汽压 液相上方B组分 的蒸汽压 液相中B组分的摩尔分数
注意：式中p0的单位为kPa,温度t 的单位为℃。
泡点t与液相组成x之间的计算类型及算法有哪些呢？
化工原理蒸馏PPT
测数据或用安托因（Antoine ）方程 进行推算：
p P
0 A
0 P pB 0 p0 p A B
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：
t f x
理想物系
?
理想物系的 t-x（y）相平衡关系：
0 对理想物系，汽相满足： P p A pB p 0 x p A B (1 x )
0 P pB x 0 0 p A pB pA p0 Ax y P P
0 p0 A 、 p B 仅与温度 t 有关，可采用实
纯组分的饱和蒸气压仅与温度 t 有关，可采用实测数据或用安托因 （Antoine）方程进行推算：
B ln p A t C
0
液体的饱和蒸气压是表示液体挥发能力的一种属性。 液体的挥发能力越大，其蒸气压就越大。
什么是挥发度？
对于纯液体，可以用蒸汽压 p0 大小表示其挥发度
对于混合液中的某一组分 i，挥发度i 定义为:
α的大小反映了混合液分离的难易程度。
表1
t, 0C
苯－甲苯物系的相对挥发度随温度的变化关系
80.1 760 292 2.60 84 856 334 2.56 88 963 381 2.53 92 1081 434 2.49 96 1210 492 2.46 100 1350 556 2.43 104 1502 627 2.40 108 1668 705 2.37 110.6 1783 760 2.35
液体混合物的蒸气压
1、对于二组分混合液，由于B组分的存在，使得A组 分在汽相中的蒸气分压比其在纯态下的饱和蒸气压 要小。
化工原理蒸馏培训课件
化工原理蒸馏培训课件-----------------------作者：-----------------------日期：第五章蒸馏化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品等几乎都是由若干组分所组成的混合物，而且其中大部分是均相物系。
生产中常需要将这些混合物分离成为较纯净或几乎纯态的物质(组分)。
对于均相物系，必须要造成一个两相物系，才能将均相混合物分离，并且是根据物系中不同组分间的某种物性的差异，使其中某个组分或某些组分从一相向另一相转移以达到分离的目的。
通常将物质在相间的转移过程称为传质过程或分离操作。
化学工业中常见的传质过程有蒸馏、吸收、萃取及干燥等单元操作。
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。
蒸馏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来实现分离的目的。
这种分离操作是通过液相和气相间的质量传递来实现的。
通常，将沸点低的组分称为易挥发组分，沸点高的组分称为难挥发组分。
蒸馏过程可以按不同方法分类：按操作流程可分为间歇和连续蒸馏；按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏和特殊精馏等；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分为两(双)组分和多组分精馏。
第一节双组分理想溶液的气液平衡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。
5—1—1 拉乌尔定律和相律一、拉乌尔定律根据溶液中同分子间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，即：（5—1）（5—1a）式中 p ——溶液上方组分的平衡分压，Pa；p0——同温度下纯组分的饱和蒸汽压，Pa，x——溶液中组分的摩尔分率。
(下标A表示易挥发组分、B表示难挥发组分)为简单起见，常略去上式中的下标，习惯上以：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；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。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 8
3、 在连续精馏塔内分离苯-甲苯二元混合液，原料液中含苯 0.5(摩尔分率，以下同)，于泡点温度下加入塔内。要求馏出 液中含苯0.95，回收率为96％。塔顶采用一个分凝器和一个 全凝器，分凝器向塔内提供泡点温度的回流液，从全凝器中 得到合格产品。塔底采用间接水蒸汽加热。现测得塔顶回流 液中含苯0.88，离开塔顶第一层板的液体含苯0.79。试计算：
⑴ 操作回流比为最小回流比的倍数； ⑵ 为得到每小时50kmol的馏出液，需消耗的原料液量； ⑶ 精馏段和提馏段的汽相负荷各为多少kmol/h？
假定：①操作条件下，相对挥发度为常数；②精馏段和 提馏段均保持恒摩尔流；③塔内各板均为理论板。
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 9
4、一精馏塔，原料液组成为0.5（摩尔分率），饱和蒸气进 料，原料处理量为100kmol/h，塔顶、塔底产品量各为 50kmol/h 。已知精馏段操作线程为y=0.833x+0.15，塔釜 用间接蒸气加热，塔顶全凝器，泡点回流。试求： (1) 塔顶、塔底产品组成； (2)全凝器中每小时冷凝蒸气量； (3)蒸馏釜中每小时产生蒸气量 (4)若全塔平均α=3.0，塔顶第一块塔板默弗里效率 Eml=0.6，求离开塔顶第二块塔板的气相组成。
上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是
。
A 液相中易挥发组分进入汽相；
B 汽相中难挥发组分进入液相；
C 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相，但
其中易挥发组分较多；
D 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进
入液相必定同时发生。
3 、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.6， 相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成yA=0.7，相应的露 点为t2，则
。
A 理论板假定
B 理想物系
C 塔顶泡点回流
D 恒摩尔流假设
9、二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以
下线的变化 。
A平衡线
B 操作线与q线
C平衡线与操作线 D 平衡线与q
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 6
三、计算题 1、一常压连续操作的精馏塔，用来分离苯和甲苯混合物。 混合物含苯0.6摩尔分率，以100Kmol/h流量进入精馏塔，进 料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为最小回流比的 1.5倍；要求塔顶馏出液组成为0.95(苯的摩尔分率，下同)， 塔底釜液组成为0.05。在操作条件下，苯和甲苯的相对挥发 度为2.5。试求： （1）塔顶和塔底产品量； （2）最小回流比； （3）精馏段操作线方程； （4）提馏段操作线方程。
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 7
2、 某具有全凝器及间接加热再沸器的精馏塔，分离两组分 理想溶液。
已知：F=100kmol/h，xf=0.5，q=1，α=3，塔内为理论 板。测得：xd=0.95，xw=0.05，L=60kmol/h。 ⑴ 求D=？，W=？； ⑵ 求精馏段操作线的斜率以及最小回流比与最大回流比时 精馏段操作线的斜率； ⑶ 求x0、y1、x1、y2及yw ⑷ 现因再沸器加热蒸汽压力下降，致使热量下降10％，问 欲使塔顶产品质量不变，在操作上可采取哪些措施？
要条件包括
和
，实现精馏操作的必 。
6、写出相对挥发度的几种表达式
。
7、等板高度是指
。
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 3
二、选择
1 、已知q=1.1，则加料中液体量与总加料量之比为
。
A 1.1:1 B 1:1.1
C 1:1
D 0.1:1
2、 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使
A t1=t2 B t1<t2 C t1>t2 D 不确定
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 4
4 、精馏操作时，若F、D、xF、q、R、加料板位置都不变， 而将塔顶泡点回流改为冷回流，则塔顶产品组成xD变化为
A 变小 B 变大 C 不变 D 不确定
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 5
7、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.4， 相应的泡点为t1，气相组成为yA=0.4，相应的露点组成为t2， 则。
A t1=t2 B t1<t2
C t1>t2
要基于以下原因
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The
More You Know, The More Powerful You Will Be
距离
, 分离所需的总理论板数
。
PCE/ETP-BJTBU/ZYW
■
〓
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 2
3、相对挥发度α=1，表示不能用 分离。
分离，但能用
4、某二元混合物，进料量为100kmol/h，xF=0.6，要求得到
塔顶xD不小于0.9，则塔顶最大产量为
。
5、精馏操作的依据是
化工原理-流体流动原理/单元练习十三测验题参考答案 1
蒸馏习题课
[一] 填空题
1、精馏过程是利用
和
的原理而进行的。
精馏设计中，回流比越 ，所需理论板越少，操作能
耗 ，随着回流比的逐渐增大，操作费和设备费的总和将
呈现
的变化过程。
2、分离任务要求一定，当回流比一定时， 在5种进料状况
中,
进料的q值最大，提馏段操作线与平衡线之间的
5、在一二元连续精馏塔的操作中，进料量及组成不变，再
沸器热负荷恒定，若回流比减少，则塔顶温度
，塔顶
低沸点组分浓度 ，塔底温度
，塔底低沸点组分浓
度。
A 升高 B 下降 C 不变 D 不确定
6、某二元混合物，=3，全回流条件下xn=0.3，则yn-1= 。
A 0.9 B 0.3
C 0.854 D 0.794