化工原理14第九章蒸馏习题课.ppt

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【化学课件】蒸馏ppt课件

【化学课件】蒸馏ppt课件

茅台酒
思考:怎样分离互不相溶的两种 液体呢?
2020/8/5
分液漏斗
2020/8/5
分液是将两种液体放在分液 漏斗中静置,带分层后将下层 液体从下面放出,上层液体从 上面倒出。如分离水与植物油
分离氯化钠溶液与苯
2020/8/5
分液实验步骤
• 1、查漏 • 2、静置 • 3、打开活塞 • 4、分液(上层:下层:)
1.温度计水 银球位于 蒸馏烧瓶 支管口处
2.盛液: 1/3<V<2/3
5.冷凝水,下 口进,上口出
3.投放沸石 或碎瓷片防 暴沸
2020/8/5
4.烧瓶底加 垫石棉网
2020/8/5
酒精和水的混合物能否用蒸馏法分 离?先蒸馏出来的是什么组分?
确定是否符合蒸馏条件?
互溶液体混合物——酒精与水以任意比互溶 各组分沸点不同——酒精78℃,水100℃ 沸点( 低 )的组分先蒸出 -酒精
2020/8/5
• 酿造
战国时期保存在铜壶中 的酒——保留至今中国 最早的古酒 2020/8/5
16世纪欧洲的酒精蒸馏装置
酒精为alcohol,就是阿拉伯语中“蒸馏”
XO之源, XO之本
轩尼诗XO
2020/8/5
国酒
蒸馏酒
茅台酒
葡萄 发酵
蒸馏
轩尼诗XO
2020/8/5
高粱
发酵 蒸馏
八次发酵, 八次蒸馏
【化学课件】蒸馏ppt课件
思考:怎样用海水制得淡水?
2020/8/5
1.原理——利用液态混合物(互溶)中各组分沸
点的不同,加热使其某一组分变成蒸气,经过冷
凝后再变成液体,从而跟其他组分分开,目的是
将易挥发、难挥发或不挥发的杂质除去.

化工原理下册课件蒸馏课件

化工原理下册课件蒸馏课件

2、你认为一个人应该如何看待自己 的长处?又如何看待他人的长处?
三人行,必有我师焉。 择其善者而从之,其不善者而改之。
人外有人,天外有天。 取人之长,补己之短。 自满人十事九空,虚心人万事可成。 谦受益,满招损。
骄傲自满是我们的一座可怕的陷阱;而且,这个陷 阱是我们自己亲手挖掘的。 —— 老舍
尺有所短;寸有所长。物有所不足;智有所不 明。 —— 屈原
在交点处两式中的变量相同,略去有关变量的 上下标,经整理得
y q x xF q 1 q 1
q 线方程或 进料方程
二、梯级图解法
y q x xF q 1 q 1
直线方程
斜率 截距
q q 1
xF q 1
与对角线联立解得交点e。过点 e作斜率为 q/(q-1)的直线与精馏段操作线交于点d,联接cd 即 得提馏段操作线。
陈尧咨(善射)
神态 忿然 笑而遣之
卖油翁(善酌)
睨之
汝亦知射乎 语言 吾射不亦精乎
尔安敢轻吾射 动作 笑而遣之
性格: 自矜(骄傲)
对比
无他,但手熟尔 以我酌油知之 我亦无他,惟手熟尔
释担而立 但微颔之
取置覆酌沥 谦虚
道理: 熟能生巧,即使有什么长处也不必骄傲自满。
课外延伸
1、联系生活、学习,说说熟能生巧 的事例。
一、逐板计算法
(c)
(a)
(c)
由 x1=xn
y2
x2
y3
xm ≤ xW
(a)
(a) … (c) x3
提馏段理论板层数:m-1(不包括再沸器) 总理论板层数 NT :n+ m - 2 (不包括再沸器)
二、梯级图解法
梯级图解法又称麦克布—蒂利法,简称M—T法。 1.操作线的作法

《化工原理蒸馏》课件

《化工原理蒸馏》课件

蒸馏的原理与流程
蒸馏原理
基于不同组分在汽化、冷凝过程中的物理性质差异,通过控制温度和压力,使 不同组分得以分离。
蒸馏流程
包括加热、汽化、冷凝、收集等步骤,通过优化流程参数,提高分离效果和效 率。
蒸馏在化工中的应用
01
02
03
石油化工
蒸馏是石油化工中常用的 分离方法,用于生产汽油 、柴油、煤油等。
02
数学模型通过建立数学方程来描述蒸馏塔内各相之间的传递和
反应过程,以便对蒸馏过程进行模拟和优化。
常见的蒸馏过程数学模型包括质量传递、动量传递和热量传递
03
模型,以及涉及化学反应的模型。
蒸馏过程的模拟软件介绍
01
蒸馏过程的模拟软件是用于模 拟和优化蒸馏过程的计算机程 序。
02
这些软件基于数学模型,通过 数值方法求解描述蒸馏过程的 偏微分方程,以预测蒸馏塔的 操作性能和优化设计。
蒸馏压力也影响蒸馏效率和产品质量。在 高压下,液体沸点升高,可分离沸点更接 近的组分。
蒸馏速率
回流比
蒸馏速率决定了蒸馏过程的效率。过快的 蒸馏速率可能导致产品质量下降,而慢速 蒸馏则可以提高产品质量和分离效果。
回流比是影响蒸馏效率和产品纯度的关键 参数。增大回流比可以提高产品纯度,但 也会增加能耗和操作成本。
新型塔板和填料的应用
采用新型塔板和填料可以提高蒸馏效率和分离效果,降低能耗和 操作成本。
强化传热传质技术
采用强化传热传质技术可以提高蒸馏效率,减小设备体积和操作成 本。
过程集成与优化
通过过程集成与优化,实现蒸馏过程的节能减排和资源高效利用。
04
蒸馏过程的模拟与计算
蒸馏过程的数学模型
01

蒸馏-PPT(精)

蒸馏-PPT(精)

塔板上的气液接触状态(增大接触面积)
鼓泡接触状态:当气速较低时,气体以鼓泡形 式通过液层。由于气泡的数量不多,形成的气 液混合物基本上以液体为主,此时塔板上存在 着大量的清液。因气泡占的比例较小,气液两 相接触的表面积不大,传质效率很低。
泡沫接触状态:当气速增加,缺泡数量集聚增 加,气泡不断的发生碰撞和破裂,此时板上液 体大部分以液膜的形式存在于气泡之间,形成 一些直径较小、扰动十分剧烈的动态泡沫,由 于泡沫接触的表面积大,并不断的更新,为两 相传质传热提供了良好的条件。
例题:某苯-甲苯混合液在45℃时沸腾, 外界压力为20.3kPa。此时PºA=22.7kPa; PºB=7.6, kPa试求其液相组成。
习题:某庚烷 –辛烷混合液在40℃时沸 腾,外界压力为101.3kPa。此时 PºA=122.7kPa; PºB=70.6, kPa试求其液 相组成。
三、相对挥发度:
当物系性质及塔板结构 已定时,塔的操作参数 即指气、液负荷。
负荷性能图即是将维持 塔的正常操作所允许的 气、液负荷范围的图示。
负荷性能图是由五条线围成,即漏液线、液体流 量下限线、液体流量上限线、液泛线和过量液沫 夹带线。由五条线所包围的区域为塔板的正常操 作区。塔的实际操作液气比应在此区域内。
挥发度——物质挥发的难易程度。用“ν”表示。
ALeabharlann PA xABPB xB
·相对挥发度——混合液中两组分挥发度之比称为该
两组分的相对挥发度,用α表示。
PAy/xAyAxB
PBy/xB yBxA
·用相对挥发度表 示的相平衡关系:
y x 1(1)x
y x 1(1)x
当α=1时,两组分在汽、液相中浓度相同,用普通精 馏是不能分离的;

化工原理课件14精馏

化工原理课件14精馏

例题2
用一连续精馏塔分离乙醇-水混合液。原 料液中含乙醇摩尔分数为0.4,于40℃ 加入塔中。塔顶设全凝器,泡点回流, 所用回流比为3。塔顶馏出液含乙醇摩 尔分数为0.78,釜液含乙醇摩尔分数为 0.02。试以1kmol/s加料为基准计算塔 内气液两相的流量。
(1)L=1.5kmol/s,V=2.0kmol/s (2)L’=2.6kmol/s,V’=2.1kmol/s
i>1
如:乙醇-水,正丙醇-水
负偏差溶液 最高恒沸点
如:硝酸-水,氯仿-丙酮
i<1
蒸馏方式1简单蒸馏
简单蒸馏( Simple distillation)
简单蒸馏是一个 非稳态过程, 并不简单! 又名微分蒸馏 (differential distillation)
蒸馏方式1简单蒸馏
设:F、W ——釜内的料液量和残液量,kmol; x1、x2——料液和残液中易挥发组分组成(摩尔分率) L——某一瞬间釜内的液量,kmol; x、y——某一瞬间的液气组成,(摩尔分率); 经过微分时间dt后,残液量减少dL,液相组成减少dx。 以蒸馏釜为衡算系统 对易挥发组分,dt前后的微分物料衡算为:
离开加热器的温度 :
r T te (1 q) cP
蒸馏方式2平衡蒸馏
气液平衡关系
x y 1 ( 1) x
t e f x
已知原料液流量F,组成xF,温度tF及汽化率q, 即可求得平衡的汽液相组成及温度。
蒸馏方式3特点
简单蒸馏:间歇不稳定、分离程度不高 平衡蒸馏:连续稳定、分离程度不高 为什么利用多次简单蒸馏或多次平衡蒸馏操作实现 物系的高纯度分离?
vi
pA po xA vA A po 对于理想溶液: A xA xA

化工原理-9章液体精馏-课件PPT

化工原理-9章液体精馏-课件PPT
27
两相区特点:当两相温度相同时 y > x 当组成相同,t露点>t泡点
t/C
在总压一定的条件下,将组成为 xf
的溶液加热至该溶液的泡点 TA,产
2
9.1 概 述
工业乙醇的蒸馏(有机化学实验)
3
思考:混合物的分类? 均相混物:物系内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的
混合物。 化工生产过程中所遇到的物料有许多是两个或两个以上 组分的均相混合物。
如:石油、空气、粗甲醇
4
蒸馏操作在工业生产中的应用
5
世界六大蒸馏酒的制备 白兰地(Brandy)、威士忌(Whisky)、伏特加(Vodka)、
N ——组分数 φ ——相数
一定压力下: 组成xA(yA)与温度t存在一一对应关系; 气液组成之间xA~yA存在一一对应关系。
21
二、 拉乌尔定律( Raoult’s Law)
法国物理学家拉乌尔在1887年研究含有非挥发性溶质的 稀溶液的行为时发现的,可表述为:“在某一温度下,稀溶 液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数”。
填料塔
规整填料 塑料丝网波纹填料
散装填料 塑料鲍尔环填料
19
9.2 双组分溶液的气液相平衡
9.2.1 双组分理想物系的气液相平衡
理想物系:液相为理想溶液,气相为理想气体且服从 道尔顿分压定律的物系。
理想液体:没有黏性、不可压缩的液体。 理想气体:严格遵从气体状态方程的气体 。 道尔顿分压定律:理想气体混合物的总压力为各组元
原料液 加热器 减压阀 Q
塔顶产品
yA
闪 蒸 罐 xA
特点:闪蒸是连续、稳定的单级蒸 馏程,生产能力大,不能得 到高纯产物,常用于只需粗 略分离的物料。

化工原理精馏PPT课件全

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

化工原理蒸馏PPT课件

化工原理蒸馏PPT课件

1
16
1. 利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
在 一 定 的 压 力 下t fx
t gy
? 理想物系
在 一 定 的 温 度 下pAf x 理想物系 pBgx
p
A
pB
ห้องสมุดไป่ตู้
p
0 A
x
A
p
0 B
x
B
拉乌尔定律
理 想 物 系 的 t - x ( y ) 相 平 衡 关 系 :
对 理 想 物 系 , 汽 相 满 足 : P p A p B p0 AxpB 0(1x)
vA
pA xA
vB
pB xB
显 然 对 理 想 溶 液 , 根 据 拉 乌 尔 定 律 有 :
Ap0 A,BpB 0
什 么 是 相 对 挥 发 度 ?
相对挥发度
vA vB
pA pB
xA xB
yA yB
xA xB
显然对理想溶液,有:
p
0 A
p
0 B
y x 1( 1)x
8
液体混合物的蒸气压
10
§6.2 双组分溶液的气液相平衡
二元物系汽液相平衡时,所涉及的变量有:
温度t、压力P、汽相组成y、液相组成x等4个。
t, P, y
A
B
f C 2 2 2 2 2 t, x
溶 液 ( A+B)
加热
11
§6.2 二元物系的汽液相平衡
P 一定
B
露点线 汽相区
t-y
t 泡点线 两相区
露点线一定在泡点线上方。 杠杆原理: 力力臂 = 常数
t-x
L1
液相区
0
x 或y

化工原理精馏-PPT

化工原理精馏-PPT

Rmin
理想溶液 x D yq
Rmin 1
xD xq
吸收
c
xW xq xF
xD
非理想溶液
Rmin
xD yq yq xq
37
6、3 双组分连续精馏塔得计 算 NT,min
当操作线远离平衡线 NT减少,与对角线重合 时达到 NT,min,一般由图解法求取。若体系为双组 分理想溶液,则可通过解析法计算 (Fenske方程):

0 +
6、3 双组分连续精馏塔得计
算 不同q值对操
作线得影响
f
0 < q <1
q值不同改变得
是提馏段得操作线
q=0
方程。当进料组成、q < 0 回流比及分离要求
一定时,q值得减少使
提馏段操作线越来
越靠近平衡线。
xW
吸收
28
q=1
q>1
eHale Waihona Puke xFxD29
6、3 双组分连续精馏塔得计 算6、3、5 NT及加料板位置得确定
一次部分气化和部分冷

t
y1>xF>x1
y1——加热原料液时产 生得第一个 气泡得组成。
x1——经过一次气化后 原料剩下得液体得组成。
11
P=定值
D C B
A
xw x1 xF y1 yF
吸收
大家学习辛苦了,还是要坚持
继续保持安静
6、2 精馏原理
多次得部分气化和部分冷凝
t
y3
冷凝器
y1
xF
分离 器
需 NT及进料板位置均不同。
3)随着进料得 q值逐渐减小,精馏塔所需得 NT 是逐渐增加得。

化工原理课件——蒸馏278页PPT

化工原理课件——蒸馏278页PPT
化工原理课件——蒸馏
21、没有人陪你走一辈子,所以你要 适应孤 独,没 有人会 帮你一 辈子, 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候,留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运,首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首,因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿. 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ,它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ,以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、
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则:ln
p
0 A
9.3993
3279.47 273.15 58.8 59.95
p
0 A
7.012 kPa
同理:ln
pB0
9.3991
3328.57 273.15 58.8 63.72
p
0 B
4.9278 kPa
则: xA
6.665 4.9278 7.012 4.9278
0.8335
例2 平衡精馏与简单精馏的比较
在常压下将含苯60%、甲苯40%的混合液进行平衡精馏,汽化率为30%, 已知物系的相对挥发度为2.47,试求: ①汽、液两相的组成; ②若对此混合液进行简单精馏,使残液浓度与平衡精馏相同,所得馏出 物中苯的平均浓度为多少?馏出物占原料液的百分率为多少? ③若将剩下的残液继续进行简单精馏,使总汽化率与平衡精馏相同,所 得馏出物单独收集,此馏出物中苯的平均浓度为多少?两阶段简单精馏 所得馏出物的总平均组成如何?
例3理论板数的计算
某苯与甲苯混合物中含苯的摩尔分率为40%,流量为100kmol/h, 拟采用精馏操作,在常压下加以分离,要求塔顶产品浓度为0.9, 苯的回收率不低于90%,原料预热到泡点加入塔内,塔顶设有全凝 器,液体在泡点下进行回流,回流比取其最小值的1.5倍。已知在 操作条件下,物系的相对挥发度为2.47,试求: ①为完成分离任务所需要的最少理论板数为多少? ②在精馏塔内循环的物料量为多少?
k
Pa,
p
0 B
4.4263 kPa
yA
p
0 A
x
A
P
6.3267 0.8335 6.665
0.7912
yB
1 0.7912
0.6665 6.665
0.1088
y A xB 0.7912 1 0.8335 1.453
xA yB 0.8335 0.1088
③惰性气体对相平衡没有直接的影响,但在总压不变的条件下, 惰性气体的存在使气相中各组分的蒸汽分压降低,其作用相当 于提高真空度,导致平衡温度下降。因此真空操作的精馏塔, 塔顶漏气越严重,气相中空气分压越高,液体温度越低。
两阶段总平均组成:
yT
W1x1 W3 x3 W1 W3
x1
W3 W1
x3
1 W3
0.6 0.7 0.5297 1 0.7
0.764
W1
结论:在馏出率相等的条件下,简单蒸馏所得到的馏出物的浓 度高于平衡蒸馏。这是因为平衡蒸馏所得到的全部馏出物皆与 残余浓度(x=0.5389)成平衡,而简单蒸馏所得的大部分馏 出物(第一阶段得到的馏出物)是与组成较高的液体成平衡, 只有较少部分(第二阶段得到的馏出物)与浓度低于0.5389的 液体成平衡的缘故。由此可见,平衡蒸馏虽然实现了过程的连 续化,但同时也造成了物料的返混,其分离效果不如间歇操作 的简单蒸馏。
WD
F W2
1 W2
1 0.732
F
③根据:ln A1 ln B1
A2
则有:ln W2 x2 W3 x3
B2
2.47
ln
W2 W3
1 1
x2 x3
因为:W2 0.732 ,即:W2 0.732
F 而:W3 0.7
W1
W1
则:W3 0.7 0.9563 W2 0.732
ln
1.0457
解:①未漏气
P
p
0 A
x
A
p
0 B
x
B
p
0 A
x
A
p
0 B
1 xA
则: xA
P pB0
p
0 A
pB0
A、B饱和蒸气压通过安托因公式计算,查表得:
乙苯 苯乙烯
A 9.3993 9.3991
B 3279.47 3328.57
C -59.95 -63.72
ln p0 A B T C
式中p0单位:bar;T的单位K
解:①根据物料衡算
F V L
FxF Vy Lx
根据题意:V F
0.3,L F
0.7
则: 0.3y 0.7x 0.6
根据相平衡: y 2.47x 1 1.47x
两方程联立求解:
x 0.5389,y 0.7426
②根据:ln A1 ln B1
A2
B2
ln W1 x1 W2 x2
第九章 蒸 馏
——习题课
例1惰性气体对相平衡的影响
乙苯-苯乙烯精馏塔的塔顶压强为6.665kPa,在塔顶第一块板上 的液体中装有温度计,已测得液体温度为58.8℃,假设板上的液 体与上方气体已达到平衡状态,求气液两相组成及相对挥发度各 为多少?若保持操作压强不变,由于空气漏入,气相中空气的分 压为0.6665kPa,并假设板上液体组成不变,且已与气相呈平衡 状态,问温度计的读数为多少?气相组成和相对挥发度有何变化? 此时气相中乙苯与苯乙烯的相对含量有何变化?乙苯(A)-苯乙 烯(B)混合液可视为理想溶液。
p
0 A
0.1665
p
0 BBiblioteka 5.9985试差法求解温度:设 t1 58.8℃,则: f 0.665 0 设 t2 55 ℃,则: f 0.3852 0
取:t3
t1
t2 2
58.8 55 56.9 ℃,则:f
2
0.1215 0
反复迭代,最后:
t 56.5℃
则:
p
0 A
6.3267
yA
p
0 A
x
A
P
7.012 0.8335 6.665
0.8769
y A xB 0.8769 1 0.8335 1.423
xA yB 0.8335 1 0.8769
②空气漏入
P
p air
p
0 A
x
A
p
0 B
xB
5.9985
0.8335
p
0 A
0.1665
p
0 B
令:f
0.8335
ln
W1 W2
1 1
x1 x2
,(注:W1
F)
F 0.6
F 0.4
ln
2.47 ln
W2 0.5389
W2 0.4611
则:W2 0.732 F
WD W1 W2 0.268
F
W1
y W1x1 W2 x2
Fx1 W2 x2
x1
W2 F
x2
0.6 0.732 0.5389 0.767
0.5389 x3
2.47
ln
1.0457
1
0.5389 1 x3
化简:x3
3.415251
x 2.47 3
试差法求解该方程,得:x3 0.5297
y
W2 x2
W3 x3
x2
W3 W2
x3
0.5389 0.9563 0.5297
0.7402
W2 W3
1 W3
1 0.9563
W2
解:①最少理论板数的计算
因为:
Dx D Fx F
D
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