精馏
第三章 精馏
*
(3-8)
当操作压强不高时，气相仍遵循道尔顿分 压定律，式(3-7)可改写为
pyA x A y A x B y A ( 1 x A ) pyB x B y B x A ( 1 y A )x A
x y 1 ( 1) x
（5-12）
（3 - 11）
例3-2 由表3-3数据，求算苯-甲苯的相对 挥发度、平均相对挥发度及气液两相平衡 组成。
精馏是气液两相间的传质过程，传质是 以两相达到平衡为极限的。在分析和解 决精馏操作中所涉及的问题时，常以溶 液的气液相平衡关系为基础。
§3.1 双组分溶液的气液相平衡
3.1.1理想溶液 ： 溶液中不同组分的分子间 作用力和相同分子的分子间作用力完全相 等的溶液.即 AA BB AB
图3-4 具有正偏差的非理想溶液的p-x相图
正偏差很大的体系
（a）T-x(y) 图
(b)
x-y图
图3-5 乙醇－水体系的气液相平衡组成图
负偏差很大的体系
（a）T-x(y) 图
(b)
x - y图
图4-6 硝酸-水体系的气液平衡组成图
4.1.3 相对挥发度
气液平衡关系除用相图表示之外还可用相对挥 发度来表示。 纯液体的挥发度通常指液体在一定温度下的饱 和蒸汽压 由于双组分溶液中一组分的蒸气压受另一组分 存在的影响，故溶液中各组分的蒸汽压比纯组 分的低，溶液中的挥发度可用它在蒸汽气中的 分压 pi 和与其成平衡的液相中的摩尔分数 xi 来表示。
表3-5 由平均相对挥发度计算所得苯-甲苯气液相平衡组成
T
xA yA
0
C
80.1 1.00 1.00
精馏的分类及精馏塔相关知识
• 2、常用的精馏塔有哪些结构形式呢？ 对精馏过程来说，精馏设备是使过程得以进 行的重要条件。性能良好的精馏设备，为精馏过 程的进行创造了良好的条件。它直接影响到生产 装置的产品质量、生产能力、产品的收率、消耗 定额、三废处理以及环境保护等方面。 常用的精馏塔型式有填料塔和板式塔，填料 塔有拉西环填料塔、鲍尔环填料塔、鞍型填料塔、 波纹填料塔、丝网填料塔、丝网波纹填料塔等。 丝网波纹填料塔因其在保持高传质效率的前提下， 降低了造价，也越来越受到青睐。对于甲醇来说 予塔采用这种塔型的为数不少。
• 贮槽；另一部分送至塔底部的蒸发釜（再沸器） 加热气化。蒸发釜中产生的蒸气自塔底逐层上升， 使蒸气中易挥发组分逐渐增浓，然后进入塔顶分 凝器。一部分蒸气在分凝器中冷凝，所得的液体 送回塔顶作为回流；其余部分蒸气或者作为气相 产品直接引出，或者进入冷凝冷却器，将未冷凝 的蒸气全部冷凝，冷凝液流至产品贮槽。 • 这种把原料液不断地加入塔内，又从塔顶和塔釜 连续不断地采出的过程，就称为连续精馏。 • 4、怎样合理地选择精馏塔的操作条件？ 精馏塔的操作条件主要是指温度、压力。一 般地说，主要是根据物料的性质，原料的组成， 对产品纯度的要求，设备材料的来源，工厂生产 的规模等具体情况，选择合理的操作条件。例如
• 8、什么是萃取精馏？ 在被分离的混合物中加入萃取剂，萃取剂的 存在能使被分离混合物的组分间的相对挥发度增 大。精馏时，其在各板上基本保持恒定的浓度， 而且从精馏塔的塔釜排除，这样的操作称为萃取 精馏。 萃取剂的选择原则： （1）萃取剂的选择性要大。被分离组分在 萃取剂中相对挥发度的大小称为萃取剂的选择性。 被分离组分在萃取剂中相对挥发度增大的多，分 离就容易，也就是选择的萃取剂选择性大。选择 性是选择萃取剂最主要的依据。因为选择性的大 小也就是决定了被分离组分中轻重关键组分分离 的难易程度。因此塔板数的多少、回流
精馏的过程及连续精馏流程
精馏的过程及连续精馏流程精馏过程通常分为批量精馏和连续精馏两种类型。
在批量精馏中，混合物被一次性装入精馏设备中，加热至沸腾，然后进行冷凝。
而在连续精馏中，混合物会持续地进入精馏设备，产生蒸汽、冷凝并分离成分，直至达到所需纯度。
以下我们将详细介绍连续精馏的流程。
连续精馏流程连续精馏是一种持续进行的、自动化的分离过程，它通过一系列的操作步骤来实现混合物中成分的分离和提纯。
下面我们将详细介绍连续精馏的流程，包括进料、加热、蒸馏、冷凝和收集等步骤。
1. 进料在连续精馏的开始阶段，混合物会持续地从进料口进入精馏设备。
通常情况下，进料会通过管道输送到设备中，并在进料口处被喷淋或喷洒到设备内部。
由于连续精馏是一个持续进行的过程，所以需要确保进料的稳定和持续。
2. 加热进料进入精馏设备后，会被加热至沸腾温度，这会使得混合物中的成分开始蒸发。
加热过程通常通过加热器或蒸汽进行，并需要控制加热温度和速度，以确保混合物中的成分可以逐渐分离并产生稳定的蒸汽。
3. 蒸馏在加热的作用下，混合物中的成分开始蒸发，并产生蒸汽。
蒸汽会沿着设备内部的管道流动，并逐渐分离成分。
由于混合物中不同成分的沸点不同，它们会在管道中产生不同的蒸汽。
这些不同成分的蒸汽会被分流和分离，从而实现了混合物的分离。
4. 冷凝经过蒸馏后的蒸汽会进入精馏设备的冷凝器中，冷凝器会将蒸汽冷却成液态。
冷凝器通常采用冷水或其他冷却介质进行冷却，这可以使得蒸汽快速冷凝并转化成液态。
冷凝后的液态成分会被收集并存储，以供后续的处理和利用。
5. 收集冷凝后的液态成分会被收集到相应的容器中，并进行标记和分类。
收集后的成分可以进一步经过处理和分离，以获得更高纯度的产品。
收集过程需要确保容器的质量和密封性，以防止混合物的污染和损失。
以上就是连续精馏的基本流程。
在实际应用中，连续精馏通常通过一系列设备和控制系统来实现自动化操作，以提高生产效率和产品质量。
利用连续精馏技术，可以实现对液体混合物成分的高效分离和提纯，满足各种工业和科研领域的需求。
精馏原理和流程
1－4精馏原理和流程1．掌握的内容：精馏分离过程原理及分析2．重点：精馏原理、精馏装置作用3．难点：精馏原理，部分气化和部分冷凝在实际精馏操作中有机结合的过程。
1.4.1 精馏原理精馏原理是根据图1-7所示的t-x-y图，在一定的压力下，通过多次部分气化和多次部分冷凝使混合液得以分离，以分别获得接近纯态的组分。
理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分，多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分，但因产生大量中间组分而使产品量极少，且设备庞大。
工业生产中的精馏过程是在精馏塔中将部分气化过程和部分冷凝过程有机结合而实现操作的。
1.4.2 精馏装置流程一、精馏装置流程典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、冷凝器、再沸器等，如图1-8所示。
用于精馏的塔设备有两种，即板式塔和填料塔，但常采用的是板式塔。
连续精馏操作中，原料液连续送入精馏塔内，同时从塔顶和塔底连续得到产品（馏出液、釜残液），所以是一种定态操作过程。
二、精馏装置的作用精馏塔以加料板为界分为两段，精馏段和提馏段。
1．精馏段的作用加料板以上的塔段为精馏段，其作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。
2．提馏段的作用包括加料板在内的以下塔板为提馏段，其作用逐板提取下降的液相中易挥发组分。
3．塔板的作用塔板是供气液两相进行传质和传热的场所。
每一块塔板上气液两相进行双向传质，只要有足够的塔板数，就可以将混合液分离成两个较纯净的组分。
4．再沸器的作用其作用是提供一定流量的上升蒸气流。
5．冷凝器的作用其作用是提供塔顶液相产品并保证有适当的液相回流。
回流主要补充塔板上易挥发组分的浓度，是精馏连续定态进行的必要条件。
精馏是一种利用回流使混合液得到高纯度分离的蒸馏方法。
1－5两组分连续精馏的计算1．掌握的内容：(1)精馏塔物料衡算的应用。
(2)操作线方程和q线方程及其在x-y图上的作法和应用。
(3)理论板和实际板数的确定（逐板计算法和图解法）、塔高和塔径的计算。
精馏蒸馏的区别
精馏蒸馏的区别
精馏和蒸馏是两种常见的分离和提纯混合物的方法，它们在化工、制药、食品加工等领域都有着广泛的应用。
尽管它们都属于蒸发技术，但精馏和蒸馏之间存在一些关键区别。
精馏的定义与原理
精馏是一种用于将液体混合物分离为其组成部分的过程。
在精馏过程中，液体混合物被加热至其沸点，然后通过冷凝再次变为液体。
由于不同成分的沸点不同，它们在过程中会分别蒸发和冷凝，从而实现分离。
蒸馏的定义与原理
蒸馏是通过将液体混合物加热至其沸点，然后将蒸汽冷凝回液体的过程。
在蒸馏中，液体混合物被加热至沸点，产生蒸汽，然后蒸汽被冷凝回液体，从而实现分离。
精馏和蒸馏的区别
1.精馏的作用程度更高：精馏是一种更为精确和控制性更强的分离方
法，可以在较小的温度范围内将混合物分离成更纯净的组分。
相比之下，蒸馏对混合组分的分离相对来说不太彻底。
2.精馏适用于高沸点组分：由于精馏对不同成分沸点的敏感性，它更
适用于分离高沸点的组分。
而蒸馏更适合于分离低沸点的组分。
3.精馏需要更高的技术要求：由于其高度精确的性质，精馏通常需要
更高的技术要求和设备成本，适用于对纯度要求较高的场合。
相比之下，蒸馏的技术要求相对较低。
4.精馏需要更长的时间：由于其分离效果更好，精馏通常需要更长的
时间来完成分离过程。
蒸馏相对来说更快速。
综上所述，精馏和蒸馏虽然都是蒸发技术的一种，但在分离原理、适用范围、技术要求和处理时间等方面存在一些显著的差异。
在实际应用中，根据具体情况选择合适的方法能够有效提高工作效率和分离效果。
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。
精馏实验报告【最新4篇】
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化工第四章 精馏
液体混合物如何分离？ 可以根据液体挥发度差异 概念 1.易挥发组分：轻组分，A
液相中A摩尔分数：xA
蒸气中A摩尔分数：yA 2. 难挥发组分：重组分，B 3. 泡点：混合液开始沸腾的温度 4. 露点：混合蒸气开始凝结的温度
本章线索 1. 精馏原理 双组分溶液气液相平衡 ：t-x-y图，x-y图
110
蒸气V1 （组成y1 ）与组成相
近的溶液L1 （组成x1 ）接触，热 t 量由蒸气向溶液传递，造成蒸气 部分冷凝、溶液部分气化，同时 发生传质，得到蒸气V2 （组成y2 ）
V1, y1
100
L2,x2
90 80 70 60 0 0.2 0.4 0.6
V2, y2 L1, x1
0.8
1.0
和液体L2（组成x2） 。
理想物系
精馏原理 2. 简单蒸馏计算
非理想物系
平衡蒸馏
3. 连续精馏计算
物料 衡算 操作线方程 气液平衡
理论塔板数 塔 效 率
实际塔板数
4. 板式塔
1. 精馏原理
1.1 理想双组份互溶体系气液相平衡 精馏需知双组分的气液平衡关系，
可根据纯液体饱和蒸气压求得
双组分理想体系有两个含义： （1）液相为理想溶液，服从拉乌
最低恒沸点 总 压 p 正偏差 理想
负偏差
最高恒沸点
0
xA
1.0
（2）压力对气液平衡的影响
通常，压力降低 ，泡 点变小 ，相对挥发度α 增 大，分离容易。
氮-氧体系，体系压强 提高到3.5 MPa以上时，体 系出现恒沸点，恒沸点组 成随压强改变而变化
1.0
1MPa 3.5MPa
yA
4.5MPa
0
蒸馏和精馏的关系是什么
蒸馏和精馏的关系是什么
在讨论蒸馏和精馏的关系之前，首先需要了解两者的定义和原理。
蒸馏是一种将液体加热蒸发后再冷凝成液体的物质分离方法。
精馏则是在蒸馏的基础上，通过多次加热和冷凝来分离混合物中的不同组分。
从定义上看，精馏是蒸馏的一种进阶形式。
蒸馏和精馏二者虽然都是液体蒸发再凝结的过程，但在实际应用中有着不同的侧重点和适用范围。
蒸馏主要用于分离不同沸点的液体混合物，通过加热使液体变成气体，再通过冷凝变回液体的方式，实现对不同成分的提纯。
而精馏则是在蒸馏的基础上，通过不断重复蒸馏的过程，使得混合物中各成分逐渐分离，达到更高的纯度要求。
在工业和实验室中，蒸馏和精馏都是常用的分离技术。
蒸馏通常用于初步提纯材料，将不同成分的混合物初步分离开来；而精馏则更多地用于对纯度要求更高的物质进行进一步精细分离。
精馏的效率更高，可以将混合物中的微量成分也分离出来，获得更纯净的产品。
总的来说，蒸馏和精馏是液体蒸发再凝结的过程，蒸馏是精馏的基础形式，而精馏则是在蒸馏的基础上进行多次加工，达到更高的分离效果。
两者在分离物质过程中有着密切的联系，但又各自有着不同的应用范围和效果。
在实际应用中，根据需要选择合适的方法进行物质的分离和提纯，才能达到最佳的效果。
简述精馏的流程
简述精馏的流程
精馏的流程主要包括原料准备、加热蒸馏、冷凝收集和分馏四个步骤。
首先是原料准备。
精馏过程中需要准备好待分馏的混合物，通常是液态物质。
这些混合物可以是两种或两种以上的液体，它们具有不同的沸点。
在精馏过程中，通过控制温度，将这些液体分离出来。
接下来是加热蒸馏。
待分馏的混合物被加热至其沸点以上，使其部分或全部蒸发成气体。
这些气体进入精馏设备的上部，经过冷却后凝结成液体，并滴入收集瓶中。
然后是冷凝收集。
在精馏设备中设有冷却系统，将上部蒸发的气体迅速冷却，使其凝结成液体。
这样的液体便是所需的产品。
通过调节冷却系统的温度和速度，可以控制不同组分的凝结速度，实现不同组分的分离。
最后是分馏。
通过调节精馏设备的温度和压力，可以控制不同组分在不同温度下的沸点，从而实现不同组分的分离。
较低沸点的组分首先蒸发并凝结，被收集；而较高沸点的组分则在较高温度下蒸发，较低温度下凝结，也被分离出来。
精馏是一种通过加热蒸馏、冷凝收集和分馏等步骤将混合物中不同组分分离的方法。
通过控制温度和压力等参数，可以实现对不同组分的有效分离，得到纯净的产品。
精馏在化工、制药等领域有着广
泛的应用，是一种重要的分离技术。
精馏的基本概念
精馏的基本概念精馏的基本概念精馏是一种分离混合物中不同组分的方法，其原理是利用不同组分在液态和气态之间转化时的沸点差异。
在精馏过程中，混合物被加热至沸腾，然后通过冷凝器冷却，使得不同组分在液态和气态之间转化，并被收集。
一、精馏的原理1. 沸点差异原理精馏原理基于混合物中各组分沸点的差异。
当混合物被加热至其沸点时，其中具有较低沸点的组分首先蒸发，形成蒸汽。
这些蒸汽通过冷凝器冷却并变为液体，从而单独收集每个组分。
2. 热力学原理精馏还遵循热力学规律。
当两种或多种组分混合时，它们会自发地向着更稳定的状态转化。
因此，在混合物中存在着一种趋势，即使在相同温度下也会使其中某些组分具有更高的浓度。
二、精馏过程1. 简单批量蒸馏简单批量蒸馏是最基本的精馏方法。
在这种情况下，混合物在一个容器中被加热，然后通过一个冷凝器进行冷却，并收集不同组分。
这种方法通常用于分离液态混合物。
2. 稳态蒸馏稳态蒸馏是一种连续操作的精馏方法。
混合物被加热并注入塔中，然后沿着塔向上流动。
在塔的不同层次上，存在着不同的温度和压力条件，使得不同组分可以逐步分离。
3. 气相色谱法气相色谱法是一种高效、快速、准确的精馏技术。
它利用气体载体将混合物中的组分带到某个检测器中进行检测。
该技术广泛应用于化学、制药和食品工业等领域。
三、应用领域1. 化学工业在化学工业中，精馏广泛应用于提纯化学品和制备高纯度试剂。
2. 石油工业石油工业使用精馏来提取原油中的各种组分，并将其转化为成品油。
3. 食品工业食品工业中，精馏用于提取香料和调味品中的各种化合物，以及酿造酒类和饮料。
4. 制药工业制药工业使用精馏来提取药物中的活性成分，并将其纯化为高纯度药物。
四、总结精馏是一种分离混合物中不同组分的方法，其原理基于沸点差异和热力学规律。
精馏过程包括简单批量蒸馏、稳态蒸馏和气相色谱法等。
该技术广泛应用于化学、石油、食品和制药等领域。
精馏和蒸馏区别
精馏和蒸馏区别
精馏和蒸馏是常见的分离纯净液体混合物的方法，它们在化工、制药、酿酒等领域有着广泛的应用。
虽然它们都是利用液体混合物中成分的沸点差异来实现分离的，但在操作原理以及应用场景上有着一些明显的区别。
精馏的原理和过程
•精馏是一种逐步加热液体混合物，并利用各成分的沸点差异来分离的方法。
•在精馏过程中，混合物首先被加热至液体最易挥发的成分开始蒸发，然后通过冷凝器将蒸汽冷凝成液体，得到所需的纯净成分。
•精馏通常用于分离液体混合物中沸点差异较小的成分，例如水和酒精的分离。
蒸馏的原理和过程
•蒸馏是将液体混合物加热至混合物的成分逐个蒸发，并通过再冷凝的方法分离。
•蒸馏是将整个混合物加热至沸点，使液体转化为蒸气，然后通过冷凝器将蒸汽冷凝成液体，得到所需的纯净成分。
•蒸馏适用于分离沸点差异较大的液体混合物，例如水和盐的分离。
精馏和蒸馏的区别
1.操作原理：精馏是逐步加热液体混合物，分别蒸发和冷凝各成分；而
蒸馏是整体加热混合物至沸点，再蒸发和冷凝。
2.应用场景：精馏用于分离沸点差异较小的成分，蒸馏适用于沸点差异
较大的成分。
3.效果：精馏相对耗时但能更精确地分离，蒸馏效率较高但不能精确分
离。
综上所述，精馏和蒸馏是利用液体混合物中成分沸点差异来实现分离的常见方法，它们在操作原理和应用场景上有一些明显的区别。
了解这些区别可以根据需要选择合适的方法进行分离纯净液体混合物。
精馏在化工生产中的应用
精馏在化工生产中的应用
精馏是一种常用的分离技术，在化工生产中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：
1. 石油精馏：炼油过程中，原油经过精馏塔进行分离，得到不同馏分，如天然气、汽油、柴油、润滑油和渣油等。
2. 酒精生产：通过酒精精馏，可以从发酵液中提取出高纯度的酒精用于工业或食品饮料生产。
3. 反应物净化：在一些化学反应中，通过精馏可以分离和去除反应混合物中的杂质或副产物，提高目标产物的纯度。
4. 萃取溶剂回收：在溶剂萃取过程中，通过精馏可以回收和分离萃取溶剂，使其可以再次使用。
5. 大气氮气和氧气的分离：通过空分装置的精馏塔，可以将空气中的氮气和氧气分离出来，用于工业或医疗用途。
6. 乙醇脱水：在乙醇生产中，通过精馏可以将乙醇脱水，提高其浓度。
总而言之，精馏在化工生产中的应用非常广泛，可以实现物质的分离、纯化和回收，提高产品的质量和价值。
精馏的条件
精馏的条件精馏是一种常用的分离纯化技术，其基本原理是通过在不同温度下使液体混合物的组分挥发和冷凝，从而分离出不同组分。
精馏条件包括以下几个方面：1.适当的压力精馏过程中需要控制适当的压力。
一般来说，精馏压力越低，挥发温度也越低，分离效果越好。
但是，过低的压力会导致液体沸点降低，从而影响分离效果。
因此，在实际操作中需要根据不同的物质选择适当的精馏压力。
2.充足的加热精馏过程需要充足的加热，以使液体混合物中的组分挥发。
加热方式可以是外加热源或自热。
一般来说，外加热源可以快速加热液体混合物，但是需要消耗大量能量。
自热方式则需要一定的时间，但是能耗较低。
3.充足的冷却精馏过程还需要充足的冷却，以使挥发的组分能够冷凝。
常用的冷却方式包括水冷和空气冷却。
水冷可以快速冷却，但是需要消耗大量水资源。
空气冷却则需要一定的时间，但是无需消耗水资源，适用于一些小规模的实验室精馏。
4.适当的分馏比精馏过程中需要控制适当的分馏比。
分馏比是指精馏过程中收集到的馏分与原液的比值。
一般来说，如果分馏比过高，会使得分离效果不理想；而分馏比过低，则会导致分离时间过长。
因此，在实际操作中需要根据不同的物质选择适当的分馏比。
5.适当的加热温度精馏过程中需要控制适当的加热温度。
加热温度的选择需要根据不同的物质和精馏压力来确定。
一般来说，加热温度越高，挥发温度也越高，分离效果越好。
但是，过高的加热温度会导致物质分解或热分解，从而影响分离效果。
6.适当的馏分收集精馏过程中需要适当的馏分收集。
一般来说，馏分的收集需要根据不同的物质和分馏比来确定。
如果馏分收集不当，会影响精馏的分离效果。
精馏的条件包括适当的压力、充足的加热、充足的冷却、适当的分馏比、适当的加热温度和适当的馏分收集。
在实际操作中，需要根据不同的物质和要求来选择相应的精馏条件，以达到最佳的分离效果。
精馏
图 6-6 精馏塔模型
图 6-7 精馏塔的一段
一、精馏原 一、精馏原 理
6.2.3 精馏塔的操作情况 精馏操作在直立圆形的精馏塔 内进行. 塔内装有若干层塔板或充填 一定高度的填料, g--l 两相传质可以 是微分接触式或逐级接触式. 传质设 备对吸收和蒸馏过程通用. 本章以逐 级接触的板式塔为重点.
图 6-5 无中间产品的 多次部分 气化的分离示意图
从图6 可知，将每一级中间产品返回到下一级中， 从图6-5可知，将每一级中间产品返回到下一级中，不仅可以 提高产品的收率，而且是过程进行的必不可少条件。例如，对第2 提高产品的收率，而且是过程进行的必不可少条件。例如，对第2 级而言，如没有液体x 回流到y 级而言，如没有液体x3回流到y1中(无中间加热器和冷凝器)，就不 无中间加热器和冷凝器) 会有溶液的部分气化和蒸气的部分冷凝， 会有溶液的部分气化和蒸气的部分冷凝，第2级也就没有分离作用 了。因此每级都需有回流液。 因此每级都需有回流液。
一、精馏原理 一、精馏原理
从相图可以看出，用一次部分 气化得到的气相产品的组成不会大 于yD ，而yD 是加热原料液xF 时产生 的第一个气泡的平衡气相组成。同 时，液相产品的组成不会低于xW ， 而xW 是将原料也全部气化时剩下最 后一滴液体的平衡液相组成。组成 为xW 的液体量及组成为yD 的气体量 是极少的。至于将xF 的原料液加热 到t3时，液相量和气相量之间的关系 ，可由杠杆规则来确定。 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。
一、 精馏原理
由此可见， 由此可见，不同温度且互不平衡 的气液两相接触时， 的气液两相接触时，必然会同时产生 传热和传质的双重作用， 传热和传质的双重作用，所以使上一 级的液相回流（ 如液相x 级的液相回流 （ 如液相 x3 ） 与下一级 的气相（如气相y 直接接触， 的气相（如气相y1)直接接触，就可以 将图6 所示的流程演变为图6 将图 6-3 所示的流程演变为图 6-5 所示 的分离流程， 的分离流程，从而省去了逐级使用的 中间加热器和冷凝器。 中间加热器和冷凝器。 2. 实现精馏操作的条件
精馏的工作原理
精馏的工作原理
精馏是一种分离混合物中不同组分的方法，它基于不同组分的沸点不同，通过加热混合物使其沸腾，然后将蒸汽冷凝回液体，从而分离出不同组分。
精馏广泛应用于化学、石油、食品、制药等领域。
精馏的工作原理可以分为以下几个步骤：
1.加热混合物
将混合物加热到沸点以上，使其开始沸腾。
在沸腾过程中，混合物中的组分会逐渐转化为蒸汽，从而实现分离。
2.蒸汽冷凝
将蒸汽通过冷凝器冷却，使其转化为液体。
冷凝器通常是一个长管子，内部充满了冷却剂，如水或空气。
当蒸汽通过冷凝器时，它会受到冷却剂的影响，从而冷却并转化为液体。
3.收集液体
将冷凝后的液体收集起来。
由于不同组分的沸点不同，它们会在不同的温度下沸腾并冷凝，因此可以通过收集不同温度下冷凝的液体来分离不同组分。
4.重复操作
如果需要更高纯度的组分，可以重复以上步骤。
每次重复操作都会分离出更纯的组分，直到达到所需的纯度。
精馏的工作原理基于不同组分的沸点不同，因此可以通过控制温度来实现分离。
在实际应用中，通常使用专门的设备来进行精馏，如蒸馏塔、分馏柱等。
这些设备可以通过控制温度、压力等参数来实现更精确的分离。
精馏是一种常用的分离方法，它基于不同组分的沸点不同，通过加热混合物使其沸腾，然后将蒸汽冷凝回液体，从而分离出不同组分。
精馏的工作原理简单易懂，广泛应用于化学、石油、食品、制药等领域。
为何精馏,精馏基本原理
为何精馏,精馏基本原理
精馏是一种常用的分离技术，广泛应用于化工、食品加工、制药等领域。
本文将介绍精馏的基本原理和应用价值。
1. 精馏的定义
精馏是一种利用液体混合物中不同成分的沸点差异，通过加热混合物后蒸馏并在冷凝器中再将其冷凝成液体的分离技术。
通过反复的蒸馏和冷凝，可以将混合物中的各种成分按照其沸点高低逐渐分离出来。
2. 精馏的基本原理
在精馏过程中，液体混合物首先被加热至蒸发，形成蒸气，然后进入冷凝器，冷凝成液体。
在蒸气冷凝的过程中，其中含有的不同组分会在冷却器中逐渐凝结并被收集。
由于不同组分的沸点不同，因此在冷凝器中逐渐分离出来。
在实际的精馏过程中，通常会采用填料、板式塔等形式，增加气液接触面积，提高分馏效率。
精馏塔内部通过设定不同的温度梯度和操作压力，可以实现更精确的分离。
3. 精馏的应用价值
精馏技术具有以下几点优势： - 高效分离：通过反复的蒸馏和冷凝，可以实现对混合物中各种组分的高效分离。
- 精确控制：可以通过调整温度、压力等参数，实现对分馏过程的精确控制，适用于各种成分之间沸点相差较小的混合物。
- 广泛应用：在化工、制药、食品加工等领域都有广泛的应用，可以对各种类型的混合物进行有效处理。
总的来说，精馏是一种重要的分离技术，具有高效、精确、广泛的应用价值。
通过对精馏原理的深入了解，可以更好地应用该技术解决实际问题。
精馏
第七章精馏§1 概述一、概念1）易挥发组分：混合物中沸点低，容易汽化的组分。
2）难挥发组分：混合物中沸点高，不易汽化的组分。
3）对于板式塔，易挥发组分从塔顶排出；难挥发组分从塔底排出。
4）易挥发组分常以下标A表示；难挥发组分常以下标B表示。
5）混合物中各组分的挥发能力相差越大，精馏分离越容易；混合物中各组分的挥发能力相差越小，精馏分离越难。
二、蒸馏与蒸发的区别蒸馏：溶质和溶剂都具有挥发性。
塔顶和塔底都有可能是产品。
蒸发：溶剂挥发，溶质不挥发。
蒸发产品是被浓缩了的溶液。
三、分类1、按操作方式分类1）简单蒸馏——一次部分汽化冷凝。
2）精馏——多次部分汽化冷凝。
3）特殊精馏：水蒸气蒸馏、恒沸蒸馏、萃取蒸馏。
2、根据原料的组分数目分类双组分蒸馏多组分蒸馏3、操作流程的不同分类1）间歇精馏2）连续精馏4、按操作压力分类常压精馏、减压精馏、加压精馏。
混合液加热汽化，易挥发组分相对富集于汽相，难挥发组分相对富集于液相，而易挥发组分有多少量富集于汽相，难挥发组分有多少量富集于液相，这是以相平衡决定的，欲定量讨论精馏过程，必须首先了解相平衡关系。
所以，气液相平衡关系是分析精馏操作过程和进行设备设计的理论基础。
精馏传质的推动力是不同组分在两相中的浓度与平衡的偏离程度。
§2 双组分理想溶液的气液平衡一、纯液体的气液平衡汽化速度等于冷凝速度——动态平衡气液平衡时，汽相为饱和蒸汽；蒸汽所具有的压力称为饱和蒸汽压；液体的温度为饱和温度。
二、拉乌尔定律均相混合溶液中某组分的饱和蒸汽压一定比该组分在纯态时的饱和蒸汽压低。
1880年，法国人拉乌尔（Francois Maric Raoult ，1830~1901）提出：一定温度下，当气液达到平衡时，理想溶液中某组分的饱和蒸汽压等于该组分在纯态时的饱和蒸汽压与该组分在溶液中的摩尔分率的乘积。
p A = p A o · x A p B = p B o · x B对于双组分溶液，则有p B = p B o · x B = p B o ·（1－x A）式中：p A、p B分别为溶液上方A、B两组分的平衡分压。
精馏与蒸馏的区别
精馏与蒸馏的区别
精馏和蒸馏是两种常见的物质分离方法，它们在化学工业、实验室和日常生活中都有重要的应用。
虽然它们的目的是相似的，即将混合物中的成分分离出来，但精馏和蒸馏在原理、操作方式和应用领域上有一些显著区别。
1. 精馏的原理和过程
精馏是一种利用沸点差异实现成分分离的方法。
在精馏过程中，混合物被加热至其中一个成分的沸点，该成分蒸发成气体，然后在冷凝器中重新凝结成液体。
通过这种方式，高沸点成分和低沸点成分可以被有效地分离出来。
精馏通常需要装有反流设备的专用设备，如酒精蒸馏器或工业精馏塔。
2. 蒸馏的原理和过程
蒸馏是利用混合物中成分的沸点差异实现分离的一种方法。
在蒸馏过程中，混合物被加热至使其中一个成分蒸发，然后气体通过冷却装置冷凝成液体。
蒸馏通常是利用酒精灯、蒸馏瓶和冷却器等简单设备完成的，适用于实验室规模的小批量分离。
3. 精馏与蒸馏的区别
•原理差异：精馏和蒸馏均利用沸点差异来分离混合物中的成分，但精馏一般包括反流操作，可以实现更高效的分离，而蒸馏则是通过简单的蒸发和冷凝过程。
•设备差异：精馏通常需要专用的设备，如反流塔或蒸馏柱，而蒸馏则可以使用简单的实验室设备完成。
•适用范围：精馏适用于大规模的工业生产和精确分离，而蒸馏则更适用于实验室规模的小批量分离。
•效率差异：由于精馏包含反流操作，因此其效率通常比蒸馏更高，可以实现更纯净的分离。
综上所述，精馏和蒸馏虽然在原理上相似，但在实际应用中有着明显的差异。
根据需要选择合适的方法，可以更有效地实现混合物的成分分离。
精馏和蒸馏有什么区别呢
精馏和蒸馏的区别
精馏和蒸馏是在化学工业中常用的方法，用来分离液体混合物。
虽然它们都是利用不同物质的沸点差异来实现分离的，但在实际操作中它们有着明显的区别。
精馏
精馏是一种将混合物中的不同组分分离的方法。
在精馏中，混合物被加热至沸点温度，然后蒸气被冷凝成液体并收集。
这种过程重复进行，直到从混合物中分离出所需的组分。
精馏适用于液相的混合物，如溶液。
蒸馏
蒸馏是一种将液体从固体或液体中分离的方法。
在蒸馏中，混合物被加热至使其中一种物质蒸发的温度，然后蒸气被冷凝成液体并收集。
这个过程可以通过蒸馏设备实现，如蒸馏瓶。
蒸馏适用于从天然产物中提取液体，如酒精。
区别
精馏和蒸馏的主要区别在于它们的应用对象和目的。
精馏主要用于分离液体混合物中的不同成分，而蒸馏主要用于提取液体成分，通常涉及液体和固体之间的分离。
另一方面，精馏通常需要专门的精馏设备，而蒸馏可以使用一般实验室设备。
此外，精馏通常需要多次循环以达到较高的分离效果，而蒸馏可能只需要一次蒸馏就能得到所需的成分。
综上所述，精馏和蒸馏虽然基本原理相同，但在实际应用中有着明显的区别。
精馏适用于分离液体混合物中的不同组分，需要专用设备和多次循环，而蒸馏适用于提取液体成分，可以使用一般实验室设备，可能只需要一次操作就能得到所需成分。
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精馏塔精馏塔（fractionating column）是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入。
蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。
由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
精馏原理 (Principle of Rectify)蒸馏的基本原理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。
蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
超重力精馏塔近年来出现的超重力精馏技术，利用高速旋转产生的数百至千倍重力的超重力场代替常规的重力场，极大地强化气液传质过程，将传质单元高度降低1个数量级。
从而使巨大的塔设备变为高度不到2米的超重力精馏机，达到增加效率、缩小体积的目的。
超重力精馏改变了传统的塔设备精馏模式，只要在室内厂房里就可以实现连续精馏过程。
对社会的发展而言可节省钢材资源，延长地球资源的使用年限；对企业的发展而言，可以节约场地与空间资源，减少污染排放，提高产品质量，改善经营管理模式，降低生产劳动强度，增加生产的安全性。
一、实验目的1. 熟悉精馏的工艺流程，掌握精馏实验的操作方法；2. 了解板式塔的结构，观察塔板上气-液接触状况；3. 测定全回流时的全塔效率及单板效率。
4. 测定全塔的浓度分布。
二、摘要在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔逐板上升与来自塔顶主板下降的回流液，在塔板上实现多次接触，进行传热与传质，使混合液达到一定程度的分离。
对于双组分混合液的蒸馏，若已知汽液平衡数据，测得塔顶流出液组成X、釜残液组成W X，液料组成F X及回流比R和进料状D态，就可用图解法在y x 图上，或用其他方法求出理论塔板数N。
塔的全塔效率T E为理论塔板数与实际塔板数N之比。
T精馏塔的单板效率E可以根据液相通过测定塔板的浓度变M化进行计算。
本实验在板式精馏塔全回流的情况下，通过测定乙醇丙醇体系混合液在精馏塔中的传质的一些参数，计算精馏塔的总板效率和某几块板的单板效率（液相单板效率），分析该塔的传质性能和操作情况。
三、实验原理在板式精馏塔中，混合液的蒸汽逐板上升，回流液逐板下降，气液两相在塔板上接触，实现传质、传热过程而达到分离的目的。
如果在每层塔板上，上升的蒸汽与下降的液体处于平衡状态，则该塔板称之为理论塔板。
然而在实际操做过程中由于接触时间有限，气液两相不可能达到平衡，即实际塔板的分离效果达不到一块理论塔板的作用。
因此，完成一定的分离任务，精馏塔所需的实际塔板数总是比理论塔板数多。
回流是精馏操作得以实现的基础。
塔顶的回流量与采出量之比，称为回流比。
回流比是精馏操作的重要参数之一，其大小影响着精馏操作的分离效果和能耗。
回流比存在两种极限情况：最小回流比和全回流。
本实验处于全回流情况下，既无任何产品采出，又无原料加入，此时所需理论板最少，又易于达到稳定，可以很好的分析精馏塔的性能。
影响塔板效率的因素很多，大致可归结为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）、塔板结构以及塔的操作条件等。
由于影响塔板效率的因素相当复杂，目前塔板效率仍以实验测定给出。
板效率是体现塔板性能及操作状况的主要参数，有两种定义方法。
（1） 总板效率Ee N E N =式中：——总板效率；N ——理论板数 （不包括塔釜）；N e ——实际板数（2） 单板效率ml E1*1n n ml n n x x E x x ---=-式中：mlE ——以液相浓度表示的单板效率； n x ，1n x -——第n 块板和第n-1块板的液相浓度；*n x ——与第n 块板气相浓度相平衡的液相浓度。
总板效率与单板效率的数值通常由实验测定。
单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据。
物系性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要参数。
当物系与板型确定后，可通过改变气液负荷达到最高的板效率；对于不同的板型，可以在保持相同的物系及操作条件下，测定其单板效率，以评价其性能的优劣。
总板效率反映全塔各塔板的平均分离效果，常用于板式塔设计中。
实验所选用的体系是乙醇—正丙醇，这两种物质的折射率存在差异，且其混合物的质量分数与折射率有良好的线性关系，通过使用阿贝折光仪来分析料液的折射率，从而得到浓度。
在实验温度下，该混合料液的折射率与质量分数（以乙醇计）的关系如下：58.206842.1941D m n =- 式中： ——料液的质量分数（0<m <1）；n D ——料液的折射率（1.3560<n D <1.3577）。
四、实验装置流程图及主要测试仪器表图1、精馏实验流程1．塔顶冷凝器 2．塔身 3．视盅4．塔釜 5．控温棒6．支座 7．加热棒 8．塔釜液冷却器9．转子流量计 10．回流分配器11．原料液罐 12．原料泵 13．缓冲罐14．加料口 15．液位计设备参数：（1）精馏塔-----精馏塔采用筛板结构，塔身用直径Φ57×3mm的不锈钢管制成，设有一个进料口，共8块塔板，其中第2-6块塔板设有样品采出口；塔板用厚度1mm的不锈钢板，板间距为80mm；板上开孔率为4%，孔径是1.5mm，孔数为43，孔间距为6mm；孔按正三角形排列；降液管为Φ14×2mm的不锈钢管；堰高是10mm，底隙高度为4mm。
（2）蒸馏釜为Φ108×4×400mm不锈钢材质立式结构，用一支1KW的SRY-2-1型电热棒进行加热，一支300w的电热棒恒温加热，并由仪表柜上的电压、电流表加以显示。
釜上有温度计和压力计，以测量釜内的温度和压力。
（3）冷凝器-----采用不锈钢蛇管式冷凝器，换热面积0.7m2。
管内走物料，管外走冷却。
（4）原料液罐----规格为Φ300×350×3mm，不锈钢材料制造，装有液面计，以便观察槽内料液量。
（5）高位贮槽----为Φ300×350×3mm不锈钢材料容器，顶部有放空管及与泵相连的入口管，下部有向塔供料的出口管。
（6）原料----进料为乙醇-丙醇系统，乙醇的摩尔分率为0.3。
五、实验操作要点（1）对照流程图，先熟悉精馏过程的流程，并搞清楚仪表柜上按钮与各仪表相对应的设备与测控点。
（2）全回流操作时，在原料储罐中配置含量20℅～25℅（摩尔分数）左右的乙醇—正丙醇料液，启动进料泵，向塔中供料至塔釜液面达250～300mm。
（3）启动塔釜加热及塔身伴热，使加热电压达到最大，观察塔板上的气液接触情况，当塔顶出现回流液且塔顶温度保持稳定不变时，全回流15分钟，使其充分传质，再取液测量。
（4）同时在塔顶塔釜及相邻两块塔板上取样，用阿贝折光仪进行分析，分别测取数据，重复两三次，当折光率误差小于0.001时，记录各组数据。
六、实验数据处理1、40℃料液的质量分数与折光率的关系 ：58.206842.1941D m n =-2、全回流状况下实验测得数据并经过计算机数据处理得到下表：实验数据处理结果折光率平均值：3573.123580.13565.1=+= D n 乙醇质量分数：934.03573.1*194.422068.28*194.422068.58=-=-=D n m乙醇摩尔分数：948.060934.0146934.046934.0=-+=x 3、全回流计算⑴逐板计算：实验数据乙醇——正丙醇气液相平衡数据由数据计算得塔顶、塔釜组成：塔顶组成948.0=D x ，塔釜组成228.0=W x ，全回流的情况下的操作线与对角线重合，即1n n y +=x由乙醇——正丙醇气液相平衡数据经过数据拟合可得平衡方程320.56770.1290.56450.0004x y y y =-+-将489.0y 1==D x 代入平衡线320.56770.1290.56450.0004x y y y =-+-，得899.0004.0948.0*5645.0948.0*129.0948.0*5677.0231=-+-=x 再将.8990y 12==x 代入平衡线，得812.0004.0899.0*5645.0899.0*129.0899.0*5677.0232=-+-=x 同理，依次逐板计算，可得下表可得，228.0751.06=<=w x x ,则理论板数N T =6块⑵求总板效率及单板效率：总板效率：%5.27100%86100%N N E P T T =⨯=⨯= 单板效率：由步骤2计算得第四、五块板上的组成749.0 278.054==x x由平衡线的拟合公式可计算得：与第5块板的气相相平衡的液相组成.6960)x (f')y (f'455===*x 则第5块板的液相单板效率%41.59%100696.0728.0749.0827.0%10054545,L =⨯--=⨯--=*x x x x E m 七、实验结果：理论板数的示意图将全回流的逐板计算结果分别与平衡线、对角线画在坐标系中，如图所示。
八、实验结论比较及误差分析：⑴全塔效率:对于一个特定的物系和塔板结构,由于塔的上下部气液两相的组成、温度不同,所以物性也不同,又由于塔板的阻力,使塔的上下部分的操作压强也不同,这些因素使每个塔板的效率不同.所以我们需要用一种全面的效率来衡量整个塔的分离效果的高低. 公式e NE N 就是一种综合的计算方法.全塔效率反映了全塔各塔板的平均分离效果,它不单与影响点效率、板效率的各种因素有关,而且把板效率随组成等的变化也包括在内.所有的这些因素E 的关系难以搞清,所以我们只能用实验来测定.0.00.20.40.60.8 1.00.00.20.40.60.81.0YX这就是实验用塔的全塔效率,由于实验和作图中存在误差,这个值是有误差的。
0.625这个数值还是比较低的,说明实验用塔的效率还是可以进一步提高的。
由于实验存在误差，我们只是大致的对实验用塔进行粗略的评价，经过实验我们分析了影响塔板效率的一些因素，归结为：流体的物理性质（如粘度、密度、相对挥发度和表面张力等）、塔板结构的因素相当复杂，以及塔的操作条件等。
⑵单板效率:单板效率是评价塔板性能优劣的重要数据.物系的性质、板型及操作负荷是影响单板效率的重要因素.当物系板型确定后,可通过改变气液的负荷达到最高的板效率;对于不同的板型可以在保持相同的物系及操作条件下,测定其单板效率,以评价其性能的优劣.E ml (4)=( 3X -4X ) / (3X -4X )=0.59；我们这里应用默弗里板效率公式计算的。