精馏基本原理讲解学习
精馏1精馏原理1精馏过程
(2)物料衡算方程与相平衡方程的求解
物料衡算方程:
n 1 冷凝器
(qnD qnL)x1 qnV y2 0
n2 ……
qnL x1 (qnL x2 qnV y2) qnV y3 0
n N 1
qn L xN2 (qn L xN1 qn V yN1) qn V yN 0
n N 再沸器
qn L xN 1 (qnW xN qn V yN) 0
yn f (xn ) tn f (xn )
总板效率
ET
N Np
注意:N 不包括塔釜(再沸器)
理论塔板
6.4.2 精馏过程的描述
计算类型: 操作型计算、设计型计算。
计算依据: ▲ 物料衡算; ▲ 热量衡算; ▲ 相平衡关系; ▲ 归一方程。
(1) 精馏过程物料衡算 ① 全塔物料衡算
qnF, zF
联立以上两式消去 (qnV 'qnV )项
q H mV H mF qnL 'qnL
H mV H mL
qnF
q —— 进料的热状态参数
q
H mV
H mF r
每摩尔进料变为饱和蒸 气所需热量
进料的摩尔汽化热
q 值对两段气、液相流量的影响
由
q
H mV
H mF
qnL 'qnL
r
qnF
得到: qnL ' qnL qqnF
说明: ① 进料热状态参数 q 值的大小 → 气、液两相流量分布 → 水力学性能、分离能力 → 设计与操作。 ② q 值在数值上等于进料中液相所占的分率δ(广义)。
H mF H mL (1 )H mV H mV (H mV H mL ) HmV HmF q
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,它基于不同物质的沸点差异,通过加热混合物并将其蒸发,然后再将蒸汽冷凝回液体,从而实现对混合物的分离。
其基本原理可以归纳为以下几个步骤。
1. 混合物的加热和蒸发
精馏的第一步是将混合物加热,使其中的成分蒸发。
不同成分在不同温度下蒸发,具有较低沸点的成分率先蒸发,而具有较高沸点的成分则较晚蒸发。
通过控制加热温度和时间,可以实现对混合物中各成分的逐步分离。
2. 蒸汽的冷凝
蒸发后的气体,即蒸汽,会进入冷却器或凝聚器中,通过降温使其转化为液体。
冷凝器中的冷却介质(如水)会吸收蒸汽的热量,使其迅速冷凝。
不同成分的蒸汽在冷凝器中也会有所差异,具有较低沸点的成分会更快地冷凝成液体,而具有较高沸点的成分则较慢。
3. 分离液体的收集
冷凝后的液体会通过收集器进行分离。
由于不同成分的蒸汽冷凝速度不同,因此冷凝后的液体中会含有不同成分的纯净物质。
通过适当的收集器设计,可以将不同组分的液体分别收集。
4. 反复蒸馏的实现
通常情况下,一次精馏并不能完全分离混合物中的所有成分。
为了获得更高纯度的物质,需要进行多次反复蒸馏。
在每次蒸馏中,上一次蒸馏的产物会作为下一次蒸馏的原料,经过多次反复蒸馏,可以逐渐提高纯度。
精馏的基本原理就是通过不同成分的沸点差异,利用加热、蒸发和冷凝的过程,实现对混合物的分离。
通过控制温度和时间,以及反复蒸馏的操作,可以获得更高纯度的物质。
精馏技术广泛应用于化工、制药、食品等领域,是一种高效、可靠的分离方法。
精馏的原理及过程
精馏的原理及过程
原理:空气的精馏是利用组成空气的各组分具有不同的挥发度,而在同一温度下各组分的蒸气压不同,将液态空气进行多次部分蒸发和部分冷凝,就能达到分离的目的。
过程:当处于冷凝温度的氧氮混合气接触并穿过比它温度低的液体时,气相与液相之间同时进行热质交换,于是气体要部分冷凝转变成液体并放出冷凝潜热,液体在吸收热量而部分蒸发。
在精馏塔中该过程是在筛板中完成的,由于氮氧的沸点不同,氮比氧易蒸发,氧比氮易冷凝。
当气体自下而上逐块通过塔板时,氮浓度不断增加,只要有足够的塔板数,在塔顶即可获得高纯度的氮气。
反之,当液体自上而下的在塔板内通过时,氧浓度不断增加,这样在塔底获得富氧液空。
空分制氮工艺流程
空气经过滤器吸入离心式压缩机,经三级压缩压力约为0.58Mpa后,进入预冷机组使空气温度降至4 –8℃,分离出大量的水分由汽水分离器排出,气体进入纯化器去除微水﹑二氧化碳﹑乙炔﹑碳氢化合物。
纯化后的洁净气体进入分馏塔经上下换热器与逆流的低温气体换热至约-170℃后进入精馏塔精馏,部分汽体上升至塔顶得到高纯度氮气,部分气体到塔底得到富氧。
塔顶氮气大部分经下上换热器换热至常温后经缓冲罐缓冲后送入生产线。
一小部分塔顶氮气经冷凝蒸发器冷凝成液态后回流至精馏塔与上升的气体精馏,还有少部分回流液经计量罐进入液氮储槽备用。
塔底的富氧液空经节流阀节流至冷凝蒸发器氮气,汽化后的富氧经下换热器参与换热后进入透平膨胀机制冷,为整个设备提供大部分冷量,膨胀后的富氧空气一小部分作为整个装置的密封气体充入冷箱,大部分经下上换热器换热后到纯化器做再生用气。
(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
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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。
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。
精馏基本知识
精馏原理和流程3.3.1精馏原理精馏:把液体混合物进行多次部分气化,同时又把产生的蒸气多次部分冷凝,使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。
一、全部气化或全部冷凝设在1个大气压下,苯~甲苯混合液的温度为,其状况以A点表示,将此混合液加热,当温度到达(J点),液体开始沸腾,所产生的蒸气组成为(如D点),与成平衡,而且> ,当继续加热,且不从物系中取出物料,使其温度升高到(E点),这时物系内,汽液两相共存,液相的组成为(F点),蒸气相的组成为与成平衡的(G点),且> 。
若再升高温度达到(H点),液相终于完全消失,而在液相消失之前,其组成为(C点)。
这时蒸气量与最初的混合液量相等,蒸气组成为,并与混合液的最初组成相同。
倘再加热到H点以上,蒸气组成为过热蒸气,温度升高而组成不变的为。
自J点向上至H点的前阶段,称为部分气化过程,若加热到H点或H点以上则称全部汽化过程,反之当自H点开始进行冷凝、则至J点以前的阶段称为部分冷凝过程,至J点及J点以下称为全部冷凝过程。
部分汽化和部分冷凝过程实际上是混合液分离过程。
二、部分汽化、部分冷凝全部汽化、全部冷凝与部分汽化、部分冷凝的区别:(1)不从物系中取出物料,(2)温度范围不同。
部分汽化:将混合液自A点加热到B点,使其在B点温度下部分汽化,这时混合液分成汽液两相,气相浓度为,液相为(< ),汽液两相分开后、再将饱和液体单独加热到C点,在温度下部分气化,这时又出现新的平衡或得的液相及与之平衡的气相,最终可得易挥发组分苯含量很低的液相,即可获得近似于纯净的甲苯。
部分冷凝:将上述蒸气分离出来冷凝至,即经部分冷凝至E点,可以得到浓度为的汽相及液相,与成平衡> ,依次类推、最后可得较近于纯净的气态苯。
三、一部分气化、部分冷凝将液体进行一次部分气化,部分冷凝,只能起到部分分离的作用,因此这种方法只适用于要求粗分或初步加工的场合。
显然,要使混合物中的组分得到几乎完全的分离,必须进行多次部分气化和部分冷凝的操作过程。
精馏培训讲义PPT课件
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
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。
精馏与精馏塔讲解
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、进料板以上称为精馏段 —— 精制汽相中的易挥发组分。 2、进料板以下(包括进料板)称为 精馏段
提馏段
—— 提浓液相中难挥发组分。 塔顶产品称为馏出液 进料板
—— 富含易挥发组分。
塔体:一般取为圆筒形,可由金属、塑 料或陶瓷制成,金属筒体内壁常衬以防 腐材料。 填料:大致可分为散装填料和规整填料 两大类,是传热和传质的场所。 塔内件:包括填料支承与压紧装置、液 体与气体分布器、液体再分布器以及气 体除沫器等。 操作原理:液体经塔顶喷淋装置均匀分 布于填料上,依靠重力作用沿填料表面 自上而下流动,并与在压强差推动下穿 过填料空隙的气体相互接触,发生传热 和传质。
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液体
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2
1
气体
填料(Tower packing) 填料塔的核心,是气液两相接触进行质、热传递的场所。
填料的流体力学和传质性能与填料的材质、大小和几何形状 紧密相关,材质一定时,表征填料特性的数据主要有:
比表面积 a :单位体积填料层所具有的表面积 (m2/m3)。被 液体润湿的填料表面就是气液两相的接触面。大的 a 和良 好的润湿性能有利于传质速率的提高。对同种填料,填料尺 寸越小,a 越大,但气体流动的阻力也要增加。 空隙率 :单位体积填料所具有的空隙体积 (m3/m3)。代表 的是气液两相流动的通道, 大,气、液通过的能力大, 气体流动的阻力小。 = 0.45~0.95。 填料因子 :填料比表面积与空隙率三次方的比值 (1/m), a/3,表示填料的流体力学性能,值越小,流动阻力越小。 有干填料因子与湿填料因子之分。
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和纯化的方法,它基于不同物质的沸点差异来进行分离。
在精馏过程中,液体混合物首先被加热至沸点,然后蒸气被冷凝成液体,最终得到纯净的物质。
精馏的原理可以通过以下几个步骤来解释:
首先,将混合物加热至沸点。
在混合物中,不同成分的沸点是不同的,因此加热后会先蒸发沸点较低的成分。
这样,混合物中的不同成分就会被分离开来。
其次,蒸气被冷凝成液体。
经过加热后,蒸气会被导入冷却器中,冷却器中的温度低于混合物的沸点,使蒸气迅速冷凝成液体。
这样,不同成分的液体就可以被收集到不同的容器中。
最后,得到纯净的物质。
经过精馏过程,不同成分被分离开来,最终得到的液体就是纯净的物质。
精馏的原理可以通过以上步骤简单地解释清楚。
在实际应用中,精馏是一种非常有效的分离和纯化方法,广泛应用于化工、制药、食品加工等领域。
总的来说,精馏的原理是基于不同物质的沸点差异来进行分离和纯化的。
通过加热、冷凝等步骤,混合物中的不同成分可以被有效地分离开来,最终得到纯净的物质。
这种原理不仅在实验室中有着重要的应用,也在工业生产中发挥着重要的作用。
《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。
精馏的基本原理是什么,为什么回流液
精馏的基本原理是什么,为什么回流液
精馏是一种重要的化工分离方法,其基本原理是根据组分在不同温度下的沸点
差异,利用加热和冷却来实现组分的分离。
在进行精馏过程中,液体混合物首先被加热至沸点,然后被引入精馏塔中,通过蒸馏柱中的填料或塔板,将蒸汽和液态组分进行传质传热的过程,使得液体混合物中的各个组分根据其沸点的不同被分离出来。
回流液在精馏过程中扮演着至关重要的角色。
回流液是指由精馏塔的顶部冷凝
器产生的液态物质,经过塔板或填料层返回到塔底的液体。
回流液的存在有助于提高分馏效率和提高纯度。
回流液的主要作用有以下几点:
1.提高传热效率:回流液通过蒸汽凝结释放出大量的热量,这有助于
保持塔板或填料的温度稳定,提高传热效率。
2.促进物质的混合和分配:回流液的再次引入可以促进物质在塔板或
填料中的混合和分配,帮助各组分更均匀地分离。
3.提高分馏效率:回流液的再沸腾可以提高精馏塔内各塔板或填料层
之间的传质传热效率,从而提高分馏效率,使得组分的分离更加彻底。
4.减少能源消耗:由于回流液释放出的热量可以提供一部分加热能量,
减少外部能源的消耗,达到节能的目的。
总的来说,回流液在精馏过程中扮演着积极的角色,有利于提高分馏效率、成
品质量和减少能源消耗,在工业生产中具有重要的应用价值。
因此,对精馏过程中回流液的合理利用和控制是非常重要的。
精馏基本原理
11
4连续精馏装置流程 (1)连续精馏装置
进料板:原料液进入的那 层塔板
精馏段:进料板以上的塔段 提馏段:进料板以下 (包括进料板)的塔段
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( 2)
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 塔顶回流液 回流包括: 塔底回流汽
8
5理论板的概念和恒摩尔流的假设
1、理论板的概念 理论板:离开塔板的蒸汽和液体呈平衡的塔板。
2、 恒摩尔流的假设
假设: (1)两组分的摩尔汽化潜热相等; ( 2)两相接触因两相温度不同而交换的显热可忽 略不计;
(3)塔设备保温良好,热损失可以忽略不 计。
9
(1)恒摩尔汽化 精馏段,每层塔板上升的蒸汽摩尔流量都相等,提馏 段也一样。 即:V1=V2=……V=常数 V1’=V2’=……V’=常数 式中:V------精馏段上升蒸汽的摩尔流量,kmol/h; V’-----提馏段上升蒸汽的摩尔流量,kmol/h。
2
缺点:1、收率低; 2、设备Fra bibliotek复量大,设备投资大; 3、能耗大,过程有相变。
4
3.塔板的作用
(1)塔板的结构 (2)塔板的特点: •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 气液两相相向通过精馏塔的每一层塔板,就会在该塔 板上完成一次部分气化和部分冷凝操作,实现对物料 的一次提纯。
合分离器?足够多的板数可使各组分较完全分离气液两相相向通过精馏塔的每一层塔板就会在该塔板上完成一次部分气化和部分冷凝操作实现对物料的一次提纯
第四节精馏基本原理
精馏原理
1、简单蒸馏是单级分离过程,对溶液只进行一次部分气 化;如果需要多次部分汽化和多次部分冷凝? 2、精馏是通过多次 部分气化、和部分冷 凝将液体混合物加以 分离,使溶液中的组 分得到几乎完全的分 离,获得高纯度产品 的操作
精馏原理与操作要点
B xB ) Vs
3、约束条件 液泛限:气相速度过高,气相中夹带液体到上层塔板中, 称为“雾沫夹带”,雾沫夹带现象严重时,液相从下层塔板倒 流到上层塔板,称为液泛。气相速度的上限称为液泛限。(另 外液体量过大、溢流管堵塞等都会导致液泛) 漏液限:气相速度过低,塔板漏液,板效率下降。气相速 度的下限称为漏液限。 压力限:塔的操作压力的限制,操作压力过大,影响气液 平衡,分离效果变差。严重时会影响安全生产。 临界温差限:主要指再沸器两侧冷热流体的温度差。温差 越大,传热量越大,温差低于临界温差时,给热系数急剧下降, 不能保证正常传热。
F↓ ↓LR ↑VR ↓LS ↑VS F,ZF
从而进料板物料平衡:
F LR Vs VR LS
↑ ↓ VR y j+1 LR Vs y k Ls x k-1 ↑ ↓
j xj
D,XD
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:
Ls
பைடு நூலகம்
VR Vs F , LR LS
精馏原理与操作要点
一、引言 精馏过程是一个复杂的传质传热过程,表现为: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。
精馏操作的原理
精馏操作的原理是利用混合物中各组分挥发度的差别,使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝,从而实现所要求的物质分离。
精馏通常在精馏塔中进行,气液两相通过逆流接触,进行相际传热传质。
液相中的易挥发组分进入气相,气相中的难挥发组分转入液相,于是在塔顶可得到几乎纯的易挥发组分,塔底可得到几乎纯的难挥发组分。
料液从塔的中部加入,进料口以上的塔段,把上升蒸气中易挥发组分进一步增浓,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。
从塔顶引出的蒸气经冷凝,一部分凝液作为回流液从塔顶返回精馏塔,其余馏出液即为塔顶产品。
塔底引出的液体经再沸器部分气化,蒸气沿塔上升,余下的液体作为塔底产品。
精馏是化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元操作,其实质是多级精馏,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。
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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3.塔板的作用
(1)塔板的结构
(2)塔板的特点:
•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 气液两相相向通过精馏塔的每一层塔板,就会在该塔 板上完成一次部分气化和部分冷凝操作,实现对物料 的一次提纯。
4连续精馏装置流程
(1)连续精馏装置
假设: (1)两组分的摩尔汽化潜热相等; (2)两相接触因两相温度不同而交换的显热可忽 略不计; (3)塔设备保温良好,热损失可以忽略不 计。
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(1)恒摩尔汽化 精馏段,每层塔板上升的蒸汽摩尔流量都相等,提馏 段也一样。 即:V1=V2=……V=常数
V1’=V2’=……V’=常数 式中:V------精馏段上升蒸汽的摩尔流量,kmol/h;
V’-----提馏段上升蒸汽的摩尔流量,kmol/h。
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(2)恒摩尔溢流 精馏段内,每层塔板下降的液体摩尔流量都相等,提 馏段也一样。 即:L1=L2= ······L=常数
L1’=L2’= ······L’=常数 式中: L------精馏段下降液体的摩尔流量,kmol/h; L’-----提馏段下降液体的摩尔流量,kmol/h。 (下标1、2······表示自上而下的塔板序号。)
第四节精馏基本原理
精馏原理
1、简单蒸馏是单级分离过程,对溶液只进行一次部分气 化;如果需要多次部分汽化和多次部分冷凝?
2、精馏是通过多次 部分气化、和部分冷 凝将液体混合物加以 分离,使溶液中的组 分得到几乎完全的分 离,获得高纯度产品 的操作
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缺点:1、收率低; 2、设备重复量大,设备投资大; 3、能耗大,过程有相变。
进料板:原料液进入的那 层塔板
精馏段:进料板以上的塔段
提馏段:进料板以下 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:
塔顶回流液 塔底回流汽
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5理论板的概念和恒摩尔流的假设
1、理论板的概念 理论板:离开塔板的蒸汽和液体呈平衡的塔板。 2、 恒摩尔流的假设