精馏分离方法及原理(路平)
精馏原理与基本操作课件PPT
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3 热量平衡
QB + QF = QC + QD + QW + QL QB——再沸器加热剂带入的热量 QF——进料带入热量 QC——冷凝器冷却剂带出的热量 QD——塔顶产品带出热量 QW——塔底产品带出热量 QL——散失于环境的热量 操作中要保持热量的平衡，再沸器、冷凝器的负荷要满足
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一、工艺原理
精馏是在塔设备中进行的，可用板式塔亦 可用填料塔。汽相和液相在塔板上或填料 表面上进行着传质传热。易挥发组分从液 相转移至汽相，难挥发组分从汽相转移至 液相
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F QF
QB
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2 物料平衡
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一、工艺原理
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一、工艺原理
平衡蒸馏：平衡蒸馏又称为闪蒸，是一连 续稳定过程。原料连续进入加热器中，加 热至一定温度经节流阀骤然减压到规定压 力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离 器中分开，得到易挥发组分浓度较高的顶 部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。
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精馏操作知识简介
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目录
一、工艺原理
1 精馏原理 2 物料平衡 3 热量平衡 二、工艺控制
1 温度、压力、组成之间关系 2 工艺参数影响 3 产品控制
三、开停工及日常操作
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一、工艺原理
1.精馏原理
化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或 回收有用组分的目的。分离互溶液体混合物有 许多种方法，蒸馏是广泛应用的一种方法。
简述精馏原理及过程
简述精馏原理及过程1. 嘿，你知道精馏是咋回事不？就好比把一堆乱七八糟的东西仔细挑拣出来一样！它的原理呢，就是利用混合物中各组分的沸点不同，来实现分离啦。
比如说酒精和水，通过精馏就能把它们分得清清楚楚。
过程嘛，就像是一场精细的舞蹈，逐步把不同的部分区分开。
2. 哎呀呀，精馏原理其实超简单的啦！就像把不同口味的糖果分开一样，沸点就是它们的特点呀。
那过程呢，就如同一个耐心的工匠，一点点地雕琢出纯净的部分。
比如说石油提炼，不就是靠精馏把各种有用的成分弄出来嘛。
3. 哇塞，精馏原理其实不难理解哦！就好像是在一群人里找出特定的那几个。
过程嘛，就像是走迷宫，得沿着正确的路径才能达到目的。
比如从海水里提取盐分，就是利用精馏的原理和过程呀。
4. 嘿，你想想看，精馏不就是把混合的东西变纯净嘛！就像把杂乱的拼图整理好一样。
过程中呢，各组分就像排队一样，按沸点依次出来。
比如从矿石里提取金属，不也得靠精馏嘛。
5. 哟呵，精馏原理说起来很容易呀！就像把不同颜色的豆子分开。
过程呢，就像是一场神奇的魔术，把混合物变得井井有条。
像从植物中提取精油，不就是这样嘛。
6. 哇哦，精馏这事儿啊，原理就是找不同嘛！就像区分不同性格的人。
过程呢，就像一场细腻的表演，把每个部分都展现出来。
比如化工生产中很多物质的分离，都是靠精馏呀。
7. 嘿呀，精馏原理很直白的啦！就像把不同种类的水果挑出来。
过程呢，就像是一个细心的园丁，精心呵护着每一步。
像从天然气中分离出各种成分，不就是用精馏嘛。
8. 哎呀，精馏原理其实不复杂呀！就像给一群小动物分类。
过程呢，就像是解开一个复杂的谜题，慢慢找到答案。
比如从空气中提取氧气，也得靠精馏呀。
9. 哇，精馏原理好有趣的哦！就像把不同的玩具分开摆放。
过程呢，就像是一场精彩的冒险，逐步探索出真相。
像从废料中回收有用物质，这不就是精馏的功劳嘛。
10. 嘿，你可别小看精馏哦！它的原理就像是在混乱中找到秩序。
过程呢，就像一场耐心的战斗，最终取得胜利。
精馏基本知识
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。
精馏分离的原理-概述说明以及解释
精馏分离的原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以根据以下方向来写：精馏分离是一种重要的物理分离方法，通过利用不同物质的沸点差异，将混合物中的组分分离出来。
精馏分离广泛应用于化工、石油、石化、制药等领域，是许多工业过程中至关重要的环节之一。
精馏分离的基本原理是根据物质沸点的不同，通过升温使混合物中的不同组分逐渐汽化，然后再通过冷凝使其凝结为液体，从而获得纯度较高的物质。
在精馏过程中，液体混合物首先进入塔体，经过加热后产生蒸汽，然后在塔体内通过填料层或板层进行传质和传热，最终在顶部冷凝为液体，从而实现分离纯化的目的。
精馏分离的应用领域非常广泛，例如在石油行业，精馏被用于原油的分离和提纯，以生产出不同沸点范围的馏分，如汽油、柴油、航空煤油等。
在化工领域，精馏可用于分离和纯化各种化工产品，如酒精、有机溶剂、氨水等。
此外，精馏还广泛应用于制药、食品工业、环保行业等各个领域。
总之，精馏分离作为一种高效可靠的物理分离方法，在众多领域中发挥着重要作用。
通过精心设计和选择适当的操作条件，可以实现对混合物的有效分离和纯化，为各行业的生产和发展提供了可靠的技术支持。
展望未来，随着科学技术的不断进步和应用领域的不断拓展，精馏分离技术也将得到更广泛的应用和进一步的发展。
1.2文章结构1.2 文章结构本文按照以下结构组织内容：引言：首先，我们将概述精馏分离的基本概念和原理，并介绍文章的结构和目的。
正文：接着，我们将详细讨论精馏分离的定义和原理，包括其基本原则、操作流程以及影响分离效果的因素等内容。
此外，我们还将探讨精馏分离在不同领域中的应用情况，介绍一些实际案例，以便读者更好地理解其实际应用和重要性。
结论：最后，我们将总结精馏分离的重要性和优势，并展望其未来发展的前景。
通过对精馏分离技术的深入了解和探讨，我们可以更好地认识到其在化工、石油、食品等行业中的广泛应用，并为相关领域的科研工作者和工程师提供一定的参考和指导。
(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。
3精馏原理和流程
4、塔釜的作用 使回流下的液体部分汽化产生蒸汽，以作为各板上液体 部分汽化的加热蒸汽。
1.4.2.精馏操作流程
tB x2 x1
y2
y1
tA
2、部分冷凝
将混合物的饱和蒸汽冷却至气、液共存区内的某点，使其 在此点温度下部分冷凝，混合物分成平衡的气、液两相的 过程。
tB方法
使部分汽化产生的温度较高的蒸汽与相应的部分冷凝时所 产生的温度较低的液体直接混合，进行换热，利用高温蒸 汽的热量加热低温液体并使其汽化，而蒸汽自身则被部分 冷凝，同时完成传质。 精馏就是多次而且同时运用部分汽化和部分冷凝，使混合液 得到分离的过程。
2、精馏段与提馏段的作用 ①、精馏段作用 自下而上逐步增浓气相中的易挥发组分， 即浓缩轻组分，以提高塔顶产品中易挥发组分浓度。
②、提馏段作用
自上而下逐步增浓液相中的难挥发组分，即浓缩重组分。
3、回流的作用 精馏塔中第n块板上的操作 情况。
xn-1
yn
n块板 yn+1
xn
回流液是使蒸汽部分冷凝是冷却剂，并使精馏稳定进行。
3工业方法使部分汽化产生的温度较高的蒸汽与相应的部分冷凝时所产生的温度较低的液体直接混合进行换热利用高温蒸汽的热量加热低温液体并使其汽化而蒸汽自身则被部分冷凝同时完成传质
1.4精馏原理和流程
1.4.1.部分汽化和部分冷凝
1、部分汽化
将混合物加热至气、液共存区内的某点，使其在此点温度 下部分汽化，混合物分成平衡的气、液两相的过程。
4、精馏装置的作用
精馏塔设备
1、塔板的作用 塔板是这样一种装置，它使由塔 顶逐板下降的回流液与塔底逐板 上升的蒸汽在塔板上接触，同时 进行部分汽化和部分冷凝，即在 每一块塔板上同时进行着传热与 传质作用。
精馏的原理
精馏的原理
精馏是一种分离技术，它通过不断地加热、蒸发和冷凝的方法，使混合物在温度和压力上发生变化，从而将其分离成组分。
精馏原理如下：
1. 加热：将混合物加热，使其温度升高。
当温度达到一定值时，混合物中的某些成分会被蒸发；
2. 蒸发：将混合物的温度提高，使其中的一些组分以气体形式被蒸发；
3. 冷凝：将蒸气冷却，使其中的部分成分凝结；
4. 收集：将冷凝物收集，然后重新加热，循环整个过程，使混合物中的各组分分离出来。
因此，精馏就是通过不断地加热、蒸发、冷凝来达到分离混合物中不同组分的目的。
精馏的原理
精馏的原理
精馏是一种利用物质的沸点差异进行分离的方法，广泛应用于化工、石油、食
品等领域。
其原理是利用混合物中各组分的沸点差异，通过加热使其中一个或多个组分先汽化，然后再冷凝成液体，从而实现分离的目的。
首先，我们来看一下精馏的基本原理。
在精馏过程中，混合物首先被加热至沸点，然后产生蒸气。
这些蒸气会通过装置上的冷凝器，被冷却并凝结成液体，最终收集到不同的容器中。
由于不同组分的沸点不同，因此在蒸气冷凝成液体的过程中，各组分会分别凝结并收集到不同的容器中，从而实现了分离。
其次，精馏的原理还涉及到蒸馏塔的结构。
蒸馏塔是精馏过程中的重要设备，
它通常包括填料层和塔板。
填料层可以增加接触面积，有利于蒸气和液体的充分接触，从而提高分离效率；而塔板则可以阻止液体直接下降，使得蒸气和液体可以充分接触并进行传质。
蒸馏塔的结构设计对于精馏效果有着重要的影响。
另外，精馏的原理还涉及到气液平衡。
在精馏过程中，气相和液相之间会达到
一定的平衡状态。
当达到平衡状态时，蒸气和液体中各组分的浓度会保持一定的比例，这种平衡状态有利于分离过程的进行。
通过调节温度、压力等条件，可以控制气液平衡，从而实现更好的分离效果。
总的来说，精馏的原理是利用混合物中各组分的沸点差异，通过加热使其中一
个或多个组分先汽化，然后再冷凝成液体，从而实现分离的目的。
蒸馏塔的结构设计和气液平衡对于精馏效果有着重要的影响。
精馏作为一种重要的分离技术，在化工、石油、食品等领域有着广泛的应用，对于提高产品纯度、改善产品质量具有重要意义。
精馏的原理及工业应用
精馏的原理及工业应用1. 精馏的基本原理精馏是一种分离混合物组分的常用工艺，基于组分的沸点差异实现分离。
其原理可简要概括如下：•混合物沸点范围：混合物中的不同组分具有不同的沸点，沸点的差异使得分离成为可能。
混合物被加热至沸腾，沸腾产生的蒸汽会富集含有较低沸点物质的蒸汽。
•蒸馏塔：精馏过程主要在蒸馏塔中进行。
蒸馏塔通常由塔板堆叠而成，每个塔板上都有一个冷凝器，用于冷却蒸汽使其转变为液体。
液体通过下降的方式与从上方升起的蒸汽相互传质。
•升降塔效应：塔板上的液体与蒸汽不断进行传质，液体中富含高沸点物质的下降，而在蒸汽中富含低沸点物质的上升。
这种升降效应通过多级塔板的重复堆叠，逐渐将混合物中的组分进行分离。
•冷凝与回流：冷却后的蒸汽在塔顶冷凝为液体，该液体即为所需蒸馏组分。
然后，一部分液体通过回流管回流至塔底，维持塔底液位，以帮助连续进行分离。
2. 精馏的工业应用精馏在工业领域有许多应用，以下列举几个典型的工业应用：2.1 石油炼制石油精馏是炼油过程中的关键步骤之一。
石油在精馏塔中被加热至沸腾，不同组分根据其沸点的差异被分离。
通过精馏，石油可分解为天然气、汽油、柴油、重油等不同的燃料产品。
2.2 酒精生产酒精的生产也是一个广泛应用精馏的工业过程。
通过精馏可将发酵产生的酒精与其他杂质分离，得到高纯度的酒精产品。
这种精馏过程被广泛应用于酿酒、生物燃料和医药等行业。
2.3 化工合成在化工合成领域，精馏技术常用于分离提纯合成反应产物。
例如，合成氨的工业生产中，通过精馏可将合成氨与反应中产生的副产物如氮、氢等分离，以获得高纯度的合成氨。
2.4 食品加工精馏技术在食品加工行业也有广泛应用。
例如，通过精馏可将蒸馏酒中的水分和杂质去除，使得酒精得以纯净。
此外，精馏还可应用于提取食品中的香精、色素等活性成分。
3. 总结精馏作为一种分离混合物组分的重要工艺，在工业生产中有着广泛的应用。
其基本原理是利用组分沸点的差异，通过蒸汽升降塔的作用，使混合物组分逐渐分离。
第四节 精馏原理和流程
蒸气
全凝器
连 续 精 馏 的 工 艺 流 程
储槽 精馏塔
精 馏 段
进 料 板
冷却水 塔顶产品 回流液泵 蒸气 水蒸气 液体 冷凝水 再沸器 冷却器
提 馏 段
进料 塔底产品
原料预热器
◆原料液经预热后，送入精馏塔内。
◆在进料板上与自塔上部下降的回流液体汇 合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。
◆在每层板上，回流液体与上升蒸气接触， 进行热和质的传递过程。
y2
y3
t
y1
x1 x2 xF x3
将液体混合物经多 次部分汽化，在液 相中得到高纯度的 难挥发组分；
x（y）
P 定值
1
◆若将组成为xF、温度低于泡
2 3
t1 t2 t3
t
x 3′ x 2′x 1
x2 y3
点的某混合液加热到泡点以 上，使其部分汽化，并将气 相和液相分开，则所得气相 组成为y1，液相组成为x1，且 y1＞xF＞x1，此时气液相流量 可用杠杆规则确定。
xD
3
冷凝器
y3 y2 x3
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， 气 - 液 两相传质可以是微
精 馏 塔 模 型
2
y1
原料
x2
1
xF x1
2′
3′
分接触式或逐级接触式，传
质设备对吸收和蒸馏过程通
4′
加热器 塔底产品
用。本章以逐级接触的板式
塔为重点。
塔板的作用 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
下降液体中轻组分向气相传递， 气相中重组分向液相传递，完成 下降液体重组分提浓。
精馏原理介绍
1)等压图(t-x-y图) P一定 对t-x-y图含义的理解： A,B点的含义； 两条线、 三个区； 泡点线、 露点线；
t, C
115
B
110 105
J I
苯 -甲 苯
p = 101.3 kPa D t-y
100 95 90
C G
H
t-x F
85 80 75 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
V
V V ' F (L'L)
再对加料板进行热量衡算
FHF V ' HV ' LH L VH V L' H L'
因相邻两板的温度和组成相差不大， 所以假设 整理得
L'
V'
H L H L'
HV HV '
(V V ' ) HV FHF ( L'L) H L
V,yD
2 F, xF 1
ห้องสมุดไป่ตู้
3 4
L,xW
1－泵；2－加热炉；3－减压阀；4－闪蒸塔
8
1.2.2 简单蒸馏
原理：间歇操作，非稳态过程
1－蒸馏釜；2－冷凝器；3－馏出液容器
9
1.3 双组分连续精馏的分析与计算
1.3.1精馏原理 (1)精馏原理 一次部分汽化过程：
115 110 105 100
B
x
y t-y t-x
0 B pB
相对挥发度的定义： 易挥发组分的挥发度与难挥发组分挥发度之比 代入挥发度的定义式得
A /B
p A pB p A xB / x A xB pB x A
由道尔顿分压定律
精馏工艺技术原理
精馏工艺技术原理精馏工艺技术是一种常用的物理分离方法，其原理基于组分之间的不同沸点或挥发性，在加热的条件下，使液体组分汽化、冷凝和收集，从而实现对混合物的分离和纯化。
精馏的原理主要包括沸点差异和蒸馏柱两个方面。
一、沸点差异原理精馏的基本原理是利用混合物中不同成分之间的沸点差异，通过加热混合物使其沸腾，然后将气体冷却成液体，从而实现对混合物中不同成分的分离。
沸点是指液体在一定外压下开始饱和汽化的温度，不同成分的沸点不同，因此在适当的温度条件下加热混合物，会使其中沸点较低的成分先开始汽化，然后将气体冷却成液体，从而实现分离。
二、蒸馏柱原理蒸馏柱是精馏过程中的关键设备，它是一个垂直的圆筒体，内部由填料和塞板组成。
在蒸馏柱内部，液体由下向上流动，同时蒸汽由上向下流动，通过填料和塞板的作用，使液相和气相在柱内进行充分的接触和传质，从而实现组分的分离。
填料是蒸馏柱内用于增加液体-气体接触面积的材料，常见的填料有环状、屏风状、网球状等。
填料的作用是使液相分散成小滴，增加与气相的接触面积，从而加强传质效果。
塞板是蒸馏柱内用于控制液体-气体传质的设备，塞板上有一定数量和尺寸的孔，可以分割蒸馏柱成多个层面，使液体在不同塞板上停留一段时间，与气体进行传质。
塞板上的孔经过设计和排布，可以实现不同程度的回流，进一步提高分离效果。
蒸馏柱中的液体从底部进入，被加热蒸发后从顶部排出，而气体从顶部进入，被冷却冷凝后从底部排出。
在柱内，由于不同组分的沸点差异，沸点较低的组分会更容易汽化，上升到顶部，沸点较高的组分则会停留在柱内底部。
通过适当的加热和冷却，不同组分的汽化和冷凝过程可以在蒸馏柱内被多次重复，实现对混合物中不同组分的分离。
精馏工艺技术的应用非常广泛，包括石油化工、化学制药、食品饮料等行业。
通过合理设计精馏工艺技术，可以实现对混合物的高效分离和纯化，为各种工业生产提供了重要的技术支持。
精馏操作依据 以达到分离均相液体混合物
精馏操作依据以达到分离均相液体混合物一、概述精馏作为一种常见的分离技术，在化工生产、实验室研究以及日常生活中都有着广泛的应用。
通过精馏，可以有效地分离均相液体混合物中的成分，得到纯净的单一物质。
精馏的操作依据有着严谨的规范，掌握了这些操作依据，才能够实现分离的高效与准确。
二、精馏操作依据1. 蒸馏原理精馏的基本原理是利用混合物中成分的不同沸点来实现分离。
在精馏过程中，将混合物加热至液体汽化，然后采用冷凝器将汽化的混合物重新凝结成液体。
由于液体成分的沸点不同，不同的成分将会分别汽化和冷凝，从而实现分离。
正确把握不同成分的沸点是实施精馏操作的基础。
2. 设备选择在实施精馏操作时，需要选择合适的设备来确保操作的顺利进行。
冷凝器的选择要兼顾冷却效果和对混合物的适应性，以免造成混合物无法完全冷凝或者出现混合物反应性的问题。
3. 流体动力学精馏操作中，混合物的流体动力学是一个重要的考虑因素。
在操作时，要确保混合物在设备内能够顺利地进行汽化和冷凝，不出现液体的回流或者汽液两相的不稳定现象。
4. 控制器件在进行精馏操作时，需要配备合适的控制器件来确保操作的顺利进行。
恒温控制器可以控制精馏设备内的温度，确保混合物能够按照预定的温度进行汽化和冷凝。
5. 操作技能除了上述的操作依据外，实施精馏操作还需要具备一定的操作技能。
在加热混合物时需要掌握适当的加热速度和温度控制，以避免混合物的反应或过度汽化而导致分离效果的下降。
6. 安全保障精馏操作涉及能源的使用和高温高压环境，因此在实施操作时要做好安全防护措施，确保操作人员和设备的安全。
三、总结精馏作为一种重要的分离技术，操作依据的掌握对于实现分离效果至关重要。
通过对精馏操作依据的充分理解和实践，可以确保分离的高效、准确地进行，从而得到所需的单一物质。
在实施精馏操作时，要注意安全和环保，做好相关防护措施，才能够确保操作的顺利进行。
掌握精馏操作依据是进行分离操作的基础，也是科学实验和工业生产中不可或缺的重要技能。
精馏分离的方法及原理
元素 C 分析 H %(wt) S
0.674 39.00 73.00 102.00
84.36 14.37 0.17
0.783
178.50 204
86.06 13.73 0.29
0.823
260.50 308.50
85.67 13.40 0.79
0.898
86.49 12.74 0.77
THR-DC （管式固定床催化裂解） 裂解条件
原料
石脑油 煤油
轻柴油
减压柴油
裂解温度,℃ 850 800 820 831 890 750 840 900
裂解压力,℃ 0.098 0.333 0.098 0.098 0.098 0.098 0.098 0.392
停留时间,s 0.068 0.215 0.20 0.169 0.130 0.348 0.015 0.035
1.3 精馏分离的对象和目的
• 精馏分离对象
– 分离具有不同挥发 度（沸点）的混合 液或混合气
• 精馏分离目的
– 将混合物分离成符 合标准的各产品。
烃的名称 分子量 常压下沸点℃
CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 n-C4H10 n-C5H12 n-C6H14
16.043 28.054 30.070 42.081 44.097 58.124 72.151 86.178
轻 烃 汽 液 平 衡 关 系
K 图 （ 高 温 段 ）
汽液平衡关系
对双组分汽液平衡关系表达形式
• α表达式—— • T-x-y图
yi
ij xi 1 (ij 1)xi
• X-y图
• 注意：上述汽液平衡关系仅表达形式不同，汽、液
相组成是一致的。
精馏分离操作
精馏分离操作精馏分离操作是一种常见的化学分离技术，用于将混合物中的不同组分分离出来。
它基于组分在不同温度下的沸点差异，通过加热混合物使其汽化，并将汽化物冷凝收集，从而实现不同组分的分离。
精馏分离操作通常包括以下几个步骤：预处理、加热、汽化、冷凝和收集。
进行预处理是为了去除混合物中的杂质和不需要的组分。
这可以通过过滤、沉淀、萃取等方法实现。
预处理后的混合物更适合进行精馏分离操作。
接下来，将预处理后的混合物加热。
加热的目的是使混合物中的组分达到其沸点，并转化为汽态。
不同组分的沸点不同，因此加热过程中会先汽化具有较低沸点的组分，然后再汽化具有较高沸点的组分。
随着加热的进行，混合物中具有较低沸点的组分首先转化为汽态，形成蒸汽。
蒸汽会通过一个冷凝器，以便冷却并转化为液态，这个过程称为冷凝。
冷凝后的液态物质被收集起来。
冷凝器通常是一个管道，内部通过冷却介质（如水或空气）使其温度降低，从而使蒸汽冷凝。
蒸汽在冷凝器中沉积、冷却，并转化为液态。
冷凝后的液态物质从冷凝器底部排出，并通过管道收集起来。
经过一段时间的加热和冷凝，混合物中的具有较高沸点的组分也开始转化为汽态，并通过冷凝器冷却并收集起来。
这样，通过不断加热和冷凝的过程，混合物中的不同组分得以分离。
精馏分离操作可以广泛应用于化学工业、石油工业、制药工业等领域。
例如，在石油工业中，原油经过精馏分离操作可以得到不同沸点范围内的石油产品，如汽油、柴油、润滑油等。
在制药工业中，精馏分离操作可以用于纯化药物原料，去除杂质，得到纯净的药物。
需要注意的是，在进行精馏分离操作时，要根据混合物中各组分的沸点差异选择合适的操作条件，如加热温度、冷凝器的冷却方式等。
此外，还需要确保操作设备的密封性和安全性，以防止蒸汽泄漏或发生其它事故。
精馏分离操作是一种常用的化学分离技术，通过加热和冷凝的过程，将混合物中的不同组分分离出来。
它在化学工业和其他领域有着广泛的应用，对于纯化和提纯物质具有重要意义。
简述精馏原理
简述精馏原理精馏原理是一种利用物质的不同沸点来进行分离的方法，它在化工生产和实验室中都有着广泛的应用。
精馏原理的核心在于利用不同物质的沸点差异，通过加热液体混合物使其汽化，然后再通过冷凝使其重新凝结，从而实现不同成分的分离。
接下来我们将简要介绍精馏原理的基本概念和工作原理。
首先，让我们来了解一下精馏的基本概念。
精馏是一种通过控制沸点来实现液体混合物分离的方法。
在精馏过程中，液体混合物被加热至其中成分的沸点，使其部分汽化并形成蒸汽。
然后，这些蒸汽被冷却并凝结成液体，最终得到纯净的成分。
精馏的工作原理基于不同成分的沸点差异。
当液体混合物被加热时，其中沸点较低的成分首先汽化，形成蒸汽。
这些蒸汽经过冷却后凝结成液体，从而实现了不同成分的分离。
通过控制加热温度和冷却条件，可以实现对不同成分的有效分离。
精馏可以分为常压精馏和减压精馏两种。
常压精馏适用于液体混合物中成分之间的沸点差异较大的情况，而减压精馏则适用于沸点差异较小的情况。
在减压精馏中，通过降低系统压力，可以降低液体的沸点，从而实现对沸点差异较小的成分的分离。
精馏的应用非常广泛，它被广泛应用于石油化工、制药、食品加工等领域。
在石油化工中，精馏被用于原油的分馏，从而得到不同沸点范围内的燃料和化工原料。
在制药工业中，精馏被用于分离和纯化药物原料。
在食品加工中，精馏被用于酒精、香精等的提取和纯化。
总之，精馏原理是一种利用物质的不同沸点来进行分离的方法，其工作原理基于不同成分的沸点差异。
通过控制加热和冷却条件，可以实现对液体混合物中不同成分的有效分离。
精馏在化工生产和实验室中有着广泛的应用，对于提高产品纯度和提取纯净成分具有重要意义。
精馏实验原理和基本理论
精馏实验原理和基本理论一、基本原理精馏分离是根据溶液中各组分挥发度（或沸点）的差异，使各组分得以分离。
其中较易挥发的称为易挥发组分（或轻组分），较难挥发的称为难挥发组分（或重组分）。
它通过汽、液两相的直接接触，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发组分由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传递过程。
对于二元物系，在已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数N T 。
按照式（5-1）可以得到总板效率ET，其中NP为实际塔板数。
%100⨯=PTT NNE（1) 精馏塔包括精馏段和提馏段。
精馏段操作方程为：111Dn nxRy xR R+=+++(2)提馏段操作方程为：1n n wL qF Wy x xL qF W L qF W++=-+-+-其中，R为操作回流比，F为进料摩尔流率，W为釜液摩尔流率，L为提馏段下降液体的摩尔流率，q为进料的热状态参数，部分回流时，进料热状况参数的计算式为：mm FBP pmrr ttCq+ -=)((3)式中：tF—进料温度，℃。
tBP—进料的泡点温度，℃。
C pm —进料液体在平均温度（tF+ tP）/ 2下的比热，kJ/（kmol．℃）。
rm—进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol。
C pm =Cp1M1x1+Cp2M2x2，kJ/（kmol．℃）r m =r1M1x1+r2M2x2，kJ/kmol (4)式中：Cp1，C p2——分别为纯组份1和组份2在平均温度下的比热，kJ/（kg．℃）。
r1，r2——分别为纯组份1和组份2在泡点温度下的汽化潜热，kJ/kg。
M 1，M2——分别为纯组份1和组份2的摩尔质量，kg/kmol。
x1，x2——分别为纯组份1和组份2在进料中的摩尔分率。
二、全回流和最小理论板层数1. 全回流的概念若上升至塔顶的蒸汽经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔内，该回流方式称为全回流，全回流时的回流比为（5）在全回流下，精馏段操作线的斜率和截距分别为（6）（7）此时，在x–y图上，精馏段操作线及提馏段操作线与对角线重合，全塔无精馏段和提馏段之区分，两段的操作线合二为一，即(8)应予指出，在全回流操作下，塔顶产品D为零，一般和也均为零，即不向塔内进料，也不从塔内取出产品，装置的生产能力为零，因此对正常生产并无实际意义。
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典型的顺序深冷分离流程
4.2 脱甲烷塔
• 分离氢气、甲烷与乙烯
4.2 脱甲烷塔
• P=4→0.2MPa， • 塔顶温度：
T= -98→ -141℃， • 提高压力，可节省冷 量。 • 要提高乙烯回收率， 应降低塔顶温度。
4.2 脱甲烷塔
• 压力升高，甲烷
对乙烯的相对挥 发度降低。 • P=4.4MPa， α→1
3.6 多组分精馏分离
– 对其他组分： • 当各组分间沸点相差较大，可近似认为轻组 分全部在塔顶馏出，重组分全部在塔釜排出。 • 当各组分间沸点相差不大，则轻、重组分在 塔顶、塔釜排出的组成可由理论板数确定。
• 说明各组分在塔顶和塔釜的分配，不仅受
理论板数和塔操作条件限制，而且受全塔 物料衡算的限制。
4.2 脱甲烷塔
• 压力升高，和回流
比降低，可节省冷 量。但塔釜甲烷组 成升高，而且分离 也不易。 • 但为了节省冷量， 故只有牺牲设备投 资，增加塔板数。
4.3 脱乙烷塔
• 分离乙烷与丙烯
4.3 脱乙烷塔
• 操作压力2.27MPa，
4.4 乙烯精馏塔
• 分离乙烯与乙烷 • 侧线采出乙烯 • 压力↑或X乙烯↑ →α↓
80.10 65.40 76.60 69.60 65.20 67.00 56.90 54.00
THR-DC裂解原料产品收率（vol% ）
原料 H2 石脑油 2.50 1.40 煤油 3.00 2.40 轻柴油 3.50 1.70 减压柴油 0.80 1.70
CO
CO2 CH4 C2H6 C2H4 C3H8 C3H6
ij xi • α表达式—— yi 1 ( ij 1) xi
• T-x-y图
• X-y图
• 注意：上述汽液平衡关系仅表达形式不同，汽、液
相组成是一致的。
双组分汽液平衡关系T-x-y图
①理想溶液，拉乌尔定律p=p°x； ②理想气体，道尔顿分压定律p=Py。 总压：
0 P pA pB p0 x p A A Bx B 0 p0 x p A A B (1 - x A ) 0 P p0 p x A 0 B0 ； y A A x A pA pB P
即提高塔顶产品组成。但受全塔物料衡算 的限制。
3.6 多组分精馏分离
• 对多组分精馏其精馏原理与双组分相同。
理论板数和操作条件对分离效率的影响趋 势也相同。不同在于处理对象由双组分变 为多组分，导致考虑问题的方法有所变化。
– 根据对多组分分离的要求确定预分离混合物中 的轻、重关键组分。以轻、重关键组分作为双 组分考虑对设备的要求和操作条件改变对分离 效率的影响。
用于分离物系沸点较高，易结焦
分 常压 连续式 分馏 多组分
类
用于混合物各组 分沸点相近，且 要获得较高收率 的分离
减压
精馏
特殊精馏
用于混合物各组分沸 点相差不大，且要获 得较高收率的分离
用于获得一定馏程范围产品的分离
3 分离基本原理
3.1 分离的基本原理
3.2 操作压力对汽液平衡的影响
3.3 分离方法及原理
890
0.098 0.130 25.70 13.7 25.70 9.80
750
0.098 0.348 10.90 10.00 23.70 16.90
840
0.098 0.015 1.10 8.80 23.00 14.30
900
0.392 0.035 3.60 16.20 30.30 4.00
1.3 精馏分离的对象和目的
0.10
1.00 4.80
1.30
5.60 4.00
0.00
3.30 6.00
0.00
4.40 5.40
0.00
1.40 3.70
0.00
5.70 5.50
0.00
2.40 6.60
0.00
0.30 1.90
THR-DC裂解条件与主要产品收率
原料 石脑油 煤油 轻柴油 减压柴油
裂解温 度,℃
裂解压 力,℃ 停留时间,s CO2 CH4 C2H4 C3H6
2.50
13.80 17.30 1.80 36.30 0.90 13.40
0.20
6.40 10.70 1.90 23.90 0.40 15.90
9.60
19.70 13.80 1.90 29.80 0.40 15.40
0.90
16.70 10.40 2.40 25.60 0.50 16.50
5.30
裂解是利用高温将烷烃、环烷烃、芳烃等通过 原油：石脑油、煤油、轻柴油、重柴油 脱氢、断链等反应生成烯烃、碳原子数较少的 催化干气精制生产乙烯 产物。分蒸汽裂解和加氢热裂解。 原油：石蜡基原油渣油、环烷基原油渣油
• 甲醇制乙烯的MTO 工艺
• 甲烷氧化偶联法（OCM）制乙烯
1.2 石油裂解的产物
• 裂解原料性质
汽液平衡关系
对多组分汽液平衡关系表达形式
• K表达式——yi=Kixi
– Ki值称汽液平衡常数——由K图获得
• α表达式——yi/yj=αijxi/xj
– αij值称相对挥发度——αij=Ki/Kj
轻 烃 汽 液 平 衡 关 系 K 图 （ 高 温 段 ）
汽液平衡关系
对双组分汽液平衡关系表达形式
精馏分离方法及原理
江汉大学 化学与环境工程学院 路 平
精馏分离方法及原理
1 乙烯生产
2 精馏分离方法 3 精馏分离基本原理
4 乙烯生产中分离方法及原理
1 乙烯生产
1.1 乙烯生产方法 1.2 石油裂解的产物 1.3 精馏分离的对象和目的
1.1 乙烯生产方法
• 原油裂解制乙烯
• 原油渣油裂解制乙烯 •
4.4 乙烯精馏塔
• 回流比影响，压力确定
4.5 前脱丙烷塔加氢回流流程
• 说明 • 可用反应回流
烃的名称 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 n-C4H10 n-C5H12 n-C6H14 常压下沸点℃ -161.495 -103.68 -88.60 -47.72 -42.045 -0.50 36.064 68.732
•
4.1 裂解气预分馏
• 轻烃裂解装置裂解气预分馏
4.1 裂解气预分馏
3.5 操作条件对精馏分离效率 的影响——进料状态
• 在回流比恒定的情况
下，进料温度降低， 提馏段操作线远离平 衡线，所需理论板少， 实际分离效果好。 冷液进料不足，塔釜 加热量大，易使物料 产生聚合或结焦。
•
说 明
• 操作压力降低，分离效果提高。 • 回流比提高，分离效果提高。 • 进料温度降低，分离效果提高。 • 改变上述操作工艺条件，可提高分离效果，
25.70 13.7 1.40 25.70 0.30 9.80
0.30
10.90 10.00 2.90 23.70 0.50 16.90
0.30
1.10 8.80 2.10 23.00 0.70 14.30
1.50
3.60 16.20 1.10 30.30 1.80 4.00
C4H10
C4H8 C4H6
• 精馏分离对象
– 分离具有不同挥发 烃的名称 分子量 常压下沸点℃ CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 n-C4H10 n-C5H12 n-C6H14 16.043 28.054 30.070 42.081 44.097 58.124 72.151 86.178 - 161.495 - 103.68 - 88.60 - 47.72 - 42.045 -0.50 36.064 68.732
• 馏分油裂解装置裂解气预分馏过程
水在0.038MPa，沸点75℃；0.057MPa，沸点85 ℃ ； 0.025MPa，沸点65 ℃ 。
4.1 裂解气预分馏
• 油洗塔
水洗塔分离C5，C6
烃的名称 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 n-C4H10 n-C5H12 n-C6H14 常压下沸点℃ -161.495 -103.68 -88.60 -47.72 -42.045 -0.50 36.064 68.732
THR-DC （管式固定床催化裂解） 裂解条件
原料 裂解温度,℃ 裂解压力,℃ 停留时间,s 蒸汽/原料中碳 气化率,%(vol) 石脑油 850 800 煤油 820 831 轻柴油 890 750 减压柴油 840 900
0.098 0.333 0.098 0.098 0.098 0.098 0.098 0.392 0.068 0.215 1.02 1.64 0.20 1.17 0.169 0.130 0.348 0.015 0.035 0.54 1.09 0.55 0.59 1.15
度（沸点）的混合
液或混合气
• 精馏分离目的
– 将混合物分离成符
合标准的各产品。
2 精馏分离方法
2.1 分离过程的发展现状 2.2 精馏分离方法
2.1 分离过程的发展现状
2.2 精馏分离方法 用于分离物系沸点较低
名 称 操作压力 加压 操作流程 间歇式 蒸馏方式 简单蒸馏 分离组分 双组分
分馏用于混合物各组 分沸点相差很大的分 离
理论板及分离效果
• 对一定的物系，操作
条件恒定，理论板
（梯级数）越多，xD
越高，xW越低，说明 分离效果好。
• 平衡线和操作线间距
表示理论板分离效果。
理论板与塔内温度分布
3.4 理论板数对精馏分离效率 的影响
• 在进料热状况和
回流比不变的条
件下，理论板减
少，分离效率降
低。
3.5 操作条件对精馏分离效率 的影响——操作压力
原料 相对密度d420 馏程 ℃ 元素 分析 %(wt) IBP 50% EP C H S 石脑油 0.674 39.00 73.00 102.00 84.36 14.37 0.17 煤油 0.783 178.50 204 86.06 13.73 0.29 轻柴油 0.823 260.50 308.50 85.67 13.40 0.79 86.49 12.74 0.77 减压柴油 0.898