电子教案与课件：化工原理(制药专业适用) 第04章03
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间歇精馏：xD f ( , N , R, x) α, N确定 ①xD一定, x~R, ②R一定, x~xD
6.3 馏出液组成保持恒定的间歇精馏
xD恒定,选择R变化范围，求：N
, R
按最终态求Rmin，
Rmin
xD yw yw xw
取R终为Rmin的某一倍数， 按最终态作图解出N
6.4 回流比保持恒定的间歇精馏
6 间歇精馏 操作方式灵活，适用于小批量处理 (若搞连续，没达到稳定就要熄火)
6.1过程分析 ①非定态
⑴R一定，xD不断下降，因釜中x不断下降 ⑵ xD一定，R不断上升 ②全塔均为精馏段，能耗比连续 精馏高
x~xD一一对应 初态，
釜中量
F
釜中浓度
xF
R一定
xD初
xD一定
R初
x~R一一对应 瞬时， 终态
G
W
x
xW
xD
xD终
R
R终
能耗比较 取N=∞，xD保持不变
R连续< R 间歇 , 间歇精馏能耗大
6.2 数学描述 全过程：F = D + W
FxF=DxD+WxW 瞬间dτ时段内变化
dD= - dG，
xDdD= - d(Gx)=-Gdx-xdG
(xD-x)dG=Gdx
W dG xW dx
F G xF xD x
萃取精馏与恒沸精馏比较 共同点：均加入第三组分S 差别：⑴S可选范围:是否要求生成恒沸物
⑵经济性:恒沸物从塔顶蒸出，潜热消耗大
8 其他蒸馏技术 8.1 水蒸气蒸馏 常用于药物中挥发油与杂质的分离 特点：水蒸气直接通入塔釜 条件：挥发油与水不互溶，冷凝后液液分层 适用：高沸点物质分离
热敏性物质分离
③物料停留时间短：一般在几秒到几十秒之间， 减少了物料热分解的机会。 流程：
1)降膜式分子蒸馏器
2) 离心式分子蒸馏器
3) 刮膜式分子蒸馏器
本次讲课习题： 第4章 9, 10
3)双组分均相恒沸精馏 —加挟带剂，形成新的恒沸物
挟带剂的要求： ①与A(或B)或AB形成最低恒沸物，从塔顶蒸出 ②新恒沸物要便于分离，如非均相，
用分层方法回收挟带剂 ③新恒沸物中挟带剂相对含量要少
7.2 萃取精馏 加萃取剂S,改变A、B组分相对挥发度αAB 萃取剂主要条件：
①选择性高, 少量加入, αAB大大提高 ②挥发性要小, 沸点S>>沸点A、B ③与原溶液有足够的互溶度. 流程特点：加吸收段
8.2 分子蒸馏 原理：利用液相混合物各组分逸出后
在汽相中的分子平均自由程的差异进行分离
m
K
2
T d2p
m为某一分子平均自由程， K为玻尔兹曼常数， T为温度， d为分子有效直径， p为压力。
技术特点： ①操作压强低：0.1~100Pa，远低于常规减压蒸馏。 ②操作温度低：可在远低于沸点的温度下挥发。
R恒定，选择适宜R, 求：N
V不变，R不变，τ较容易算
按初态
Rmin
xD始 yF yF xF
选择适宜R
原式积分 lnW xW dx
F xF xD x
W
xD xF
xW dx
e xF xD x
F xD xW
xD FxF WxW D
总蒸发量 G=(R+1)D
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7 特殊精馏 α<1.05时,无法用普通精馏分离, 常采用特殊精馏 7.1 恒沸精馏 1) 双组分非均相恒沸精馏—两塔联合操作
6.3 馏出液组成保持恒定的间歇精馏
xD恒定,选择R变化范围，求：N
, R
按最终态求Rmin，
Rmin
xD yw yw xw
取R终为Rmin的某一倍数， 按最终态作图解出N
6.4 回流比保持恒定的间歇精馏
6 间歇精馏 操作方式灵活，适用于小批量处理 (若搞连续，没达到稳定就要熄火)
6.1过程分析 ①非定态
⑴R一定，xD不断下降，因釜中x不断下降 ⑵ xD一定，R不断上升 ②全塔均为精馏段，能耗比连续 精馏高
x~xD一一对应 初态，
釜中量
F
釜中浓度
xF
R一定
xD初
xD一定
R初
x~R一一对应 瞬时， 终态
G
W
x
xW
xD
xD终
R
R终
能耗比较 取N=∞，xD保持不变
R连续< R 间歇 , 间歇精馏能耗大
6.2 数学描述 全过程：F = D + W
FxF=DxD+WxW 瞬间dτ时段内变化
dD= - dG，
xDdD= - d(Gx)=-Gdx-xdG
(xD-x)dG=Gdx
W dG xW dx
F G xF xD x
萃取精馏与恒沸精馏比较 共同点：均加入第三组分S 差别：⑴S可选范围:是否要求生成恒沸物
⑵经济性:恒沸物从塔顶蒸出，潜热消耗大
8 其他蒸馏技术 8.1 水蒸气蒸馏 常用于药物中挥发油与杂质的分离 特点：水蒸气直接通入塔釜 条件：挥发油与水不互溶，冷凝后液液分层 适用：高沸点物质分离
热敏性物质分离
③物料停留时间短：一般在几秒到几十秒之间， 减少了物料热分解的机会。 流程：
1)降膜式分子蒸馏器
2) 离心式分子蒸馏器
3) 刮膜式分子蒸馏器
本次讲课习题： 第4章 9, 10
3)双组分均相恒沸精馏 —加挟带剂，形成新的恒沸物
挟带剂的要求： ①与A(或B)或AB形成最低恒沸物，从塔顶蒸出 ②新恒沸物要便于分离，如非均相，
用分层方法回收挟带剂 ③新恒沸物中挟带剂相对含量要少
7.2 萃取精馏 加萃取剂S,改变A、B组分相对挥发度αAB 萃取剂主要条件：
①选择性高, 少量加入, αAB大大提高 ②挥发性要小, 沸点S>>沸点A、B ③与原溶液有足够的互溶度. 流程特点：加吸收段
8.2 分子蒸馏 原理：利用液相混合物各组分逸出后
在汽相中的分子平均自由程的差异进行分离
m
K
2
T d2p
m为某一分子平均自由程， K为玻尔兹曼常数， T为温度， d为分子有效直径， p为压力。
技术特点： ①操作压强低：0.1~100Pa，远低于常规减压蒸馏。 ②操作温度低：可在远低于沸点的温度下挥发。
R恒定，选择适宜R, 求：N
V不变，R不变，τ较容易算
按初态
Rmin
xD始 yF yF xF
选择适宜R
原式积分 lnW xW dx
F xF xD x
W
xD xF
xW dx
e xF xD x
F xD xW
xD FxF WxW D
总蒸发量 G=(R+1)D
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7 特殊精馏 α<1.05时,无法用普通精馏分离, 常采用特殊精馏 7.1 恒沸精馏 1) 双组分非均相恒沸精馏—两塔联合操作