精馏原理与操作要点 共41页PPT资料
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精馏原理 精馏原理.ppt
对于一般正、负偏差的情况，对于易挥发组分始 终有气相组成大于液相中的组成，但存在最大正、负 偏差时不成立。
[例] 在50℃时两种液体A与B的饱和蒸汽压分 别为255与470mmHg，当A与B形成完全互 溶的溶液时，xA＝0.3，A与B的平衡分压分 别是182mmHg与433mmHg，则此二元溶液 在常压下的T－x图应该是
§5-11 二组分真实液态混合 物的气-液平衡相图
掌握
二组分系统液态互溶情况
二组分液态完全互溶 二组分液态完全不互溶 二组分液态部分互溶
（a）完全互溶
（b）完全不互溶 （c）部分互溶
二组分系统互溶情况示意图
非理想的完全互溶双液系
(1) 对拉乌尔定律发生一般正偏差 由于某一组分本身发生分子缔合或A、B组分
精馏原理
实际生产中， 在精馏柱及精馏 塔中精馏时，上 述部分气化和部 分冷凝是同时进 行的。对理想液 态混合物精馏时， 最后得到的馏液 (气相冷却而成)是 沸点低的B物质， 而残液是沸点高 的A物质。
精馏
实际生产中，在精 馏柱及精馏塔中精馏时， 上述部分气化和部分冷 凝是同时进行的。
精馏是多次简单蒸馏的组 合。精馏塔底部是加热区， 温度最高；塔顶温度最低。 精馏结果，塔顶冷凝收集 的是纯低沸点组分，纯高 沸点组分则留在塔底。精 馏塔有多种类型，如图所 示是泡罩式塔板状精馏塔 的示意图。
对于 H2O - C2H5OH 体系，若乙醇的含量小于 95.57，无论如何精馏，都得不到无水乙醇。只有 加入 CaCl 2 ，分子筛等吸水剂，使乙醇含量超过 95.57，再精馏可得无水乙醇。
非理想的完全互溶双液系
(3) 对拉乌尔定律发生负偏差
CHCl3 (A)- (CH3)2O (B)系统
精馏塔操作指导PPT课件
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进料量增加，塔内上升蒸汽速度上升，当进料量增加到上升蒸汽速度超过 液泛速度时，严重的雾沫夹带会破坏塔的正常操作。此时一般采用增大回流 比的方法，要提高传质效果。 ②进料量变化超过塔顶冷凝器和塔釜再沸器的设计负荷时，不仅改变了塔 内上升蒸汽的速度，而且塔顶、塔釜温度也发生相应的变化。致使塔板上气 液平衡组成发生变化，产品质量。此时尽是使进料量保持平稳，调节时也需 缓慢进行。 • 进料组成的影响： 进料组成的变化将直接影响精馏操作，当重组分浓度增加时，精馏段负荷 增加，重组分被带到塔顶，使塔顶产品质量不合格。当轻组分浓度增加时， 提馏段
这部份液体就叫回流液。回流比就是回流液量与塔顶产品量之比。 • 灵敏板：在精馏的操作中，某一板和相邻板的组成变化较大，因而温度变化也较大，在操作发生变化时，
该板的温度或组成变化最灵敏，所以称此板为灵敏板。
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• 雾沫夹带：随着气速的提高，雾滴被带到上一块塔板的现象叫雾沫夹带。如 气体自下层塔板带到上层塔板的雾沫夹带量达百分之十，这时塔的操作就会 不正常，表现出的结果是塔顶重组分浓度增加，塔压增大。
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• 顶冷凝器的冷剂影响： 对采用内回流的塔，其冷剂量的大小，对精馏操作影响较为显著，也是回 流量波动的主要原因。冷剂无相变化时，冷凝器的负荷主要由冷剂量来调节， 冷剂量减少，导致塔顶冷凝器的物料温度升高，回流量减少，顶温升高，塔 顶产品中重组分含量增加。当冷剂有相变化时，在冷剂量充分的前提下，调 节冷剂蒸发压力所带来的回流量、塔顶温度的变化更为灵敏。 对外回流的塔，冷剂量及冷剂蒸发压力的波动对精馏塔的操作影响与内回 流塔的影响形式相类似。
(2)液泛(有几种原因)
(1)注入解冻剂,防止产品污染,调整塔的 操作状态
进料量增加，塔内上升蒸汽速度上升，当进料量增加到上升蒸汽速度超过 液泛速度时，严重的雾沫夹带会破坏塔的正常操作。此时一般采用增大回流 比的方法，要提高传质效果。 ②进料量变化超过塔顶冷凝器和塔釜再沸器的设计负荷时，不仅改变了塔 内上升蒸汽的速度，而且塔顶、塔釜温度也发生相应的变化。致使塔板上气 液平衡组成发生变化，产品质量。此时尽是使进料量保持平稳，调节时也需 缓慢进行。 • 进料组成的影响： 进料组成的变化将直接影响精馏操作，当重组分浓度增加时，精馏段负荷 增加，重组分被带到塔顶，使塔顶产品质量不合格。当轻组分浓度增加时， 提馏段
这部份液体就叫回流液。回流比就是回流液量与塔顶产品量之比。 • 灵敏板：在精馏的操作中，某一板和相邻板的组成变化较大，因而温度变化也较大，在操作发生变化时，
该板的温度或组成变化最灵敏，所以称此板为灵敏板。
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• 雾沫夹带：随着气速的提高，雾滴被带到上一块塔板的现象叫雾沫夹带。如 气体自下层塔板带到上层塔板的雾沫夹带量达百分之十，这时塔的操作就会 不正常，表现出的结果是塔顶重组分浓度增加，塔压增大。
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• 顶冷凝器的冷剂影响： 对采用内回流的塔，其冷剂量的大小，对精馏操作影响较为显著，也是回 流量波动的主要原因。冷剂无相变化时，冷凝器的负荷主要由冷剂量来调节， 冷剂量减少，导致塔顶冷凝器的物料温度升高，回流量减少，顶温升高，塔 顶产品中重组分含量增加。当冷剂有相变化时，在冷剂量充分的前提下，调 节冷剂蒸发压力所带来的回流量、塔顶温度的变化更为灵敏。 对外回流的塔，冷剂量及冷剂蒸发压力的波动对精馏塔的操作影响与内回 流塔的影响形式相类似。
(2)液泛(有几种原因)
(1)注入解冻剂,防止产品污染,调整塔的 操作状态
精馏与精馏原理PPT
溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和即p总papb当压力104kpa时双组分气相可视为理想气体据道尔顿分压定律气体据道尔顿分压定律此式为用饱和蒸气压表示的气液平衡关系
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。
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。
精馏原理与操作要点
底液位、回流罐液位、各塔板持液量均保持不变。 能量平衡：进料热量＋塔底再沸器加热量＝塔顶产品热量＋
塔底产品热量＋塔顶冷凝器冷却热量＋热量损失 进料、冷剂、加热剂的控制
物料平衡影响因素：进料流量 进料组成 塔顶，塔底产品采出量及组
能量平衡影响因素：进料温度 再沸器加热量 冷凝器冷却量 环境温度
全塔物料平衡
F LR Vs VR LS
F，ZF
Vs y k Ls x k-1
进料为液相，且为泡点，则：
↑
↓k
VS VR , LS LR F
进料为气相，且为露点，则：
VR Vs F , LR LS
Ls
物料平衡示意图
D，XD
B,xB
（2）精馏段的物料平衡
对于冷凝器：
D VR LR
任意塔板j：
连续精馏塔流程的典型图。
1－精馏塔 2－再沸器 3－冷凝器 4－观察罩 5－馏出液贮罐 6－高位槽 7－预热器 8－残液贮罐
三组分精馏典型流程图。
三、精馏塔分类
板式塔 筛板塔、泡罩塔、浮阀塔 穿流塔、浮喷塔、浮舌塔
填料塔 增加气液两相的接触面积 乱堆填料，规整填料
我厂酚塔内部结构
图例显示
槽盘式液体分布器
塔顶－塔底形成下高上低的温度梯度分布 梯度越大，则传质传热的过程越充分，分离效果越好
泡点：一定系统压力和液相组成下，液体混合物出现第一个 气泡时的温度称为泡点.
露点：一定系统压力和液相组成下，液体混合物加热汽化全 部变成饱和气相的温度称为露点。
二异丙基醚——粗酚气 液平衡温度/浓度曲线
在图1中。曲线1表示在一定压力下，溶液的浓度与泡点的关 系，称为液相线，线上每一点均代表饱和液体；曲线2表示溶 液浓度与露点的关系，称为气相线，线上每一点均代表饱和 蒸汽。液相线以下的区域是液相区；气相线以上，溶液全部 汽化，称为过热蒸汽区；两线之间为汽、液两相共存区。
塔底产品热量＋塔顶冷凝器冷却热量＋热量损失 进料、冷剂、加热剂的控制
物料平衡影响因素：进料流量 进料组成 塔顶，塔底产品采出量及组
能量平衡影响因素：进料温度 再沸器加热量 冷凝器冷却量 环境温度
全塔物料平衡
F LR Vs VR LS
F，ZF
Vs y k Ls x k-1
进料为液相，且为泡点，则：
↑
↓k
VS VR , LS LR F
进料为气相，且为露点，则：
VR Vs F , LR LS
Ls
物料平衡示意图
D，XD
B,xB
（2）精馏段的物料平衡
对于冷凝器：
D VR LR
任意塔板j：
连续精馏塔流程的典型图。
1－精馏塔 2－再沸器 3－冷凝器 4－观察罩 5－馏出液贮罐 6－高位槽 7－预热器 8－残液贮罐
三组分精馏典型流程图。
三、精馏塔分类
板式塔 筛板塔、泡罩塔、浮阀塔 穿流塔、浮喷塔、浮舌塔
填料塔 增加气液两相的接触面积 乱堆填料，规整填料
我厂酚塔内部结构
图例显示
槽盘式液体分布器
塔顶－塔底形成下高上低的温度梯度分布 梯度越大，则传质传热的过程越充分，分离效果越好
泡点：一定系统压力和液相组成下，液体混合物出现第一个 气泡时的温度称为泡点.
露点：一定系统压力和液相组成下，液体混合物加热汽化全 部变成饱和气相的温度称为露点。
二异丙基醚——粗酚气 液平衡温度/浓度曲线
在图1中。曲线1表示在一定压力下，溶液的浓度与泡点的关 系，称为液相线，线上每一点均代表饱和液体；曲线2表示溶 液浓度与露点的关系，称为气相线，线上每一点均代表饱和 蒸汽。液相线以下的区域是液相区；气相线以上，溶液全部 汽化，称为过热蒸汽区；两线之间为汽、液两相共存区。
精馏培训讲义PPT课件
精馏培训讲义
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
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
《化工原理精馏》课件
精馏流程图
• 流程图：精馏流程图展示了精馏 操作的全过程，包括原料的预处 理、加热、蒸发、冷凝、回流等 步骤。通过流程图可以直观地了 解精馏操作的过程和原理，有助 于更好地理解和掌握精馏技术。
02 精馏塔设备
精馏塔类型
板式塔
塔内装有多层塔板，液体在塔板上完成汽化与回流，实现分 离。
填料塔
塔内装有填料，液体沿填料表面流下，与上升气体进行接触 传质。
低温余热利用
利用低温余热驱动精馏过程，减少对新鲜能源的依赖 。
废气处理技术
采用吸附、吸收、催化燃烧等方法处理废气，降低污 染物排放。
新型精馏技术
分子蒸馏
利用高蒸气压下分子间的平均自由程大于蒸馏 器结构尺寸的特点，实现高效分离。
反应精馏
在精馏过程中进行化学反应，实现产物的高效 分离和转化。
膜分离技术
据具体工艺要求进行选择和控制。
苯精馏案例
总结词
苯精馏是石油化工中重要的分离过程，其工 艺流程和操作条件较为复杂。
详细描述
苯精馏的目的是从石油裂解气中分离高纯度 的苯产品。原料经过预处理后进入精馏塔， 在塔内通过多次汽化和冷凝操作，将苯与其 他组分分离。操作过程中需严格控制温度、 压力、进料位置和回流比等参数，以保证苯 产品的质量和收率。
精馏操作优化
04
操作参数优化
01
塔板数优化
根据物料性质和分离要求，合理选择塔板数，以提高分 离效率和产品质量。
02
进料位置优化
通过调整进料位置，改善物料在塔内的分布，提高传热 和传质效率。
03
回流比优化
根据操作条件和分离要求，合理调整回流比，以平衡能 耗和分离效果。
节能减排技术
热集成精馏
精馏与精馏塔资料讲解ppt
精馏与精馏塔
1.精馏的基本介绍
1.1 精馏的定义
精馏是化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元 操作，其实质是多级蒸馏，即在一定压力下，利用 互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同， 使轻组分（沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽 化，经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相 中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而 实现分离。
1-2-2 精馏原理
① 回流
塔顶液相回流和塔底汽相回流，为偏离平衡的气液相 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。
L0
V2与L0是偏离平衡的气
液相，在塔板上接触，
进行质量传递，浓度变
化趋向于平衡组成。
V2
②传质推动力 y x
③ 传质方向 易挥发组分：液相→汽相； 难挥发组分：汽相→液相。 易挥发组分沿塔高方向增加，而温度沿塔高方向降低。 ④ 热量传递过程
1.2 精馏原理
1-2-1 精馏基本原理 精馏是将液体混合物多次部分气化和部分冷
凝,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α） 的特性，实现分离目的的单元操作。
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。
液体汽化所需热量由蒸汽冷凝提供。 ⑤ 过程控制
精馏过程速率由传质过程控制。
2.精馏操作流程
再沸器
冷凝器
精 馏 塔
根据精馏原理可知，单有精馏塔还不能完成精馏 操作，而必须同时有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有 时还要配有原料液预热器、回流液泵等附属设备， 才能实现整个操作。
再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流，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，因而精馏能稳定的进行。
1.精馏的基本介绍
1.1 精馏的定义
精馏是化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元 操作，其实质是多级蒸馏，即在一定压力下，利用 互溶液体混合物各组分的沸点或饱和蒸汽压不同， 使轻组分（沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽 化，经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相 中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而 实现分离。
1-2-2 精馏原理
① 回流
塔顶液相回流和塔底汽相回流，为偏离平衡的气液相 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。
L0
V2与L0是偏离平衡的气
液相，在塔板上接触，
进行质量传递，浓度变
化趋向于平衡组成。
V2
②传质推动力 y x
③ 传质方向 易挥发组分：液相→汽相； 难挥发组分：汽相→液相。 易挥发组分沿塔高方向增加，而温度沿塔高方向降低。 ④ 热量传递过程
1.2 精馏原理
1-2-1 精馏基本原理 精馏是将液体混合物多次部分气化和部分冷
凝,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α） 的特性，实现分离目的的单元操作。
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。
液体汽化所需热量由蒸汽冷凝提供。 ⑤ 过程控制
精馏过程速率由传质过程控制。
2.精馏操作流程
再沸器
冷凝器
精 馏 塔
根据精馏原理可知，单有精馏塔还不能完成精馏 操作，而必须同时有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有 时还要配有原料液预热器、回流液泵等附属设备， 才能实现整个操作。
再沸器的作用是提供一定量的上升蒸汽流，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，因而精馏能稳定的进行。
《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。
《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。
液体精馏操作—精馏的基本原理及流程认知(化工单元操作课件)
化工单元操作技术
三、精馏的流程
1. 认识精馏设备
精馏塔 再沸器
化工单元操作技术
冷凝器 产品储槽
①
精馏塔
精馏塔是精馏装置的核心
板式塔---逐级接触式 填料塔---直接接触式
提供气液两相进行 传质和传热的场所
化工单元操作技术
三、精馏的流程
（3） 传质设备 板式塔—逐级接触式设备； 填料塔—微分接触式设备。
全部汽化和全部冷凝都不能实现混合物的分离，而部分汽化和 部分冷凝是实现精馏操作的手段。
化工单元操作技术
二、精馏的原理
1. 气液平衡相图分析
将组成为xF的混合液分离：
液相组成为xF，温度为t（A点）的苯-甲苯混合液加热汽化， 达到泡点以上到气液共存区B点，两相达平衡，平衡温度为t1， 气相组成为y1，液相组成为x1。
化工单元操作技术
三、精馏的流程
进料板：原料加入的那层塔板
化工单元操作技术
进料板以上称为精馏段
—— 精制汽相中的易挥发组分。 进料板以下（包括进料板）称为提馏段 进料
馏出液
—— 提纯液相中难挥发组分。 塔顶产品称为馏出液
—— 富含易挥发组分。 塔底产品称为釜液
—— 富含难挥发组分。
釜液
板式塔
三、精馏的流程
化工单元操作技术
项目四 液体精馏操作 任务四 精馏的基本原理及流程认知
一、简单蒸馏的原理
1. 简单蒸馏装置和操作方法
化工单元操作技术
nF, zF
nD1, xD1 nW2, x2
nD2, xD2
nD3, xD3
一、简单蒸馏的原理
2. 特点
① 间歇操作过程是一动态过程； ② 易挥发组分更多地传递到气相中去，釜液温 度不断升高； ③ 产品与釜液组成随时间而改变(降低）； ④ 瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态。
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塔顶－塔底形成下高上低的温度梯度分布 梯度越大，则传质传热的过程越充分，分离效果越好
泡点：一定系统压力和液相组成下，液体混合物出现第一 个气泡时的温度称为泡点.
露点：一定系统压力和液相组成下，液体混合物加热汽化 全部变成饱和气相的温度称为露点。
二异丙基醚——粗酚气 液平衡温度/浓度曲线
在图1中。曲线1表示在一定压力下，溶液的浓度与泡点的关 系，称为液相线，线上每一点均代表饱和液体；曲线2表示溶 液浓度与露点的关系，称为气相线，线上每一点均代表饱和 蒸汽。液相线以下的区域是液相区；气相线以上，溶液全部 汽化，称为过热蒸汽区；两线之间为汽、液两相共存区。
但都确保了分离效率或提高了10%
以上。
四、精馏操作要点
在保证产品质量合格的前提下，回收率最高，能耗最低 或总收益最大，或总成本最低
1、质量指标－产品的纯度： 二元组分精馏：通常只能控制其中的关键组分的浓度
轻关键组分：挥发度较大而由塔顶镏出的关键组分 重关键组分：挥发度较小而由塔底镏出的关键组分
2、保证平稳操作 物料平衡：塔顶产品和塔底产品流量之和应等于进料量，
塔底液位、回流罐液位、各塔板持液量均保持不变。 能量平衡：进料热量＋塔底再沸器加热量＝塔顶产品热
量＋塔底产品热量＋塔顶冷凝器冷却热量＋热量损失 进料、冷剂、加热剂的控制
物料平衡影响因素：进料流量 进料组成 塔顶，塔底产品采出量及组
能量平衡影响因素：进料温度 再沸器加热量 冷凝器冷却量 环境温度
全塔物料平衡
对于二元精馏： F为进料流量（kmol/h）; D为塔顶馏出 液采出量（kmol/h）;B为塔底釡液采出量（kmol/h）
ZF，xD，xB分别表示进料、馏出液、釡液中轻组分的摩尔
分率。 解得：
FDB
FZF DxD BxB
xDD FZFxBxB D FZ xD F x xB B
立体传质塔板CTST的结构特点
分离板
喷射罩
Φ1200 端板
喷射板
底隙
CTST喷射工况： ①在塔板空间，液体以滴状
存在，液相为分散相，气 体为连续相；
②气液接触空间大，塔板空 间利用率可达40-60%。
立体传质塔板 CTST主要性能
★ 主要性能
1、通量大 2、效率高 3、板压降低
★ CTST的特殊性能
或
xBxDF BxDZF F BxxD D Z xB F
表明：xD与xB之间的关系受F/D（或F/B）、ZF的影响。 进料在产品中的分配比一定，则顶、底两产品中轻组分
组成关系一定。xD↑则xB↓，反之， xB ↑， xD ↓。 例： ZF=0.5 要求xD＝0.95, xB=0.05
FLRV sV RLS
F，ZF
↑ ↓j VR y j+1 LR xj
Vs y k Ls x k-1
进料为液相，且为泡点，则：
↑
↓k
VSVR,LSF
进料为气相，且为露点，则：
V RV sF,LRLS
Ls
物料平衡示意图
D，XD
B,xB
（2）精馏段的物料平衡
D0.50.050.50 F 0.950.05 ZF变到0.4 时
xDD FZF00.8
此时必须减小D才能够达到质量要求
（1）进料板物料平衡 提馏段各板：
V
Vs,LLS
精馏段在回流液的温度为沸点的情况下
VR
各板：
VVR,LLR F↓ ↓LR ↑VR
从而进料板物料平衡： ↓LS ↑VS
节能与经济性
回收率： Ri 进 组料 分 i的中产 i的 组品 流 分流 量 10量 ％ 0
其中i为轻组分，及挥发度较高的组分。 能耗－产品纯度－回收率的关系
能耗不变时，产品纯度↑，回收率↓ 保证产品纯度时，能耗↑，回收率↑，但回收率增加到一 定程度时，提高的就不明显了。 保证产品纯度的前提下，权衡回收率与能耗，选择最佳的 回收率与能耗搭配，使得产量尽量多些，能耗尽量少些。
4、抗堵性能强 5、具有消泡性能 6、操作弹性大 7、液体提升量大 8、板面液面梯度影响小
塔板效率高
由于塔板空间利用率提高到40-60%，气液接触 充分，液相返混小，提高了塔板的传质效率。与 浮 阀塔板相比，在低负荷时高出10%，在高负荷时，高 出40%。
在已改造的塔中，
大多将塔的处理量提高80-100%，
连续精馏塔流程的典型图。
1－精馏塔 2－再沸器 3－冷凝器 4－观察罩 5－馏出液贮罐 6－高位槽 7－预热器 8－残液贮罐
三组分精馏典型流程图。
三、精馏塔分类
板式塔 筛板塔、泡罩塔、浮阀塔 穿流塔、浮喷塔、浮舌塔
填料塔 增加气液两相的接触面积 乱堆填料，规整填料
我厂酚塔内部结构
图例显示
槽盘式液体分布器
精馏原理与操作要点
一、引言 二、精馏原理 三、精馏塔分类 四、精馏塔操作要点
马万里
2019年5月18日
一、引言
精馏过程是一个复杂的传质传热过程，表现过 程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多和 机理复杂” 作为化工生产中应用最广的分离 过程，精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。
二、精馏原理
精馏操作迫使混合物的气、液两相在精馏塔体中作逆向流动，在互相接触过 程中，液相中的轻组分逐渐转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相。 精馏过程本质上是一种传质过程，也伴随着传热。在恒定压力下，对单组分 液体在沸腾时继续加热，其温度保持不变。但对于多组分的理想溶液来说， 在恒定压力下，沸腾溶液的温度却是可变的。一般而言，在恒定压力下，溶 液气液相平衡与其组分有关。高沸点组分的浓度越高，溶液平衡温度越高。 与纯物质的气液平衡相比较，溶液气液平衡的一个特点是：在平衡态下，气 相浓度与液相浓度是不相同的。一般情况下，气相中的低沸点组分的浓度高 于它在液相中的数值.对于纯组分的气液相平衡，把恒定压力下的平衡温度 称为该压力下的沸点或冷凝点。但对于处在相平衡的溶液，则把平衡温度称 为在该压力下某气相浓度的露点温度或对应的液相浓度的泡点温度。对于同 一气相和液相来说，露点温度与泡点一般是不相等的，前者比后者高 。以 苯与甲苯混合液为例，若以温度为纵坐标，液相或气相中苯的浓度为横坐标， 将苯一甲苯气液相平衡数据绘成曲线，可得如图1所示的温度一浓度曲线图。