化工原理精馏
化工原理精馏
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第一节 概述
2）闪蒸 是一种单极的平衡操作，连续或间歇、稳定的。
➢ 混合液经加热器升温后液体温度高于分液器压强 下的液体沸点，然后通过减压阀使其降压后进入 分离器中，这时过热的液体混合物即被部分气化， 平衡的气液两相在分离器中得到分离，将分离器 又称为闪蒸罐（塔）
例如：高压锅，冷却后才可以打开
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第一节 概述
1 、定义 （ 2 ）蒸馏：利用液体混合物中各组分挥发性的差异
而将组分分离的传质过程。为一次部分 气化分离混合物； （ 3 ）精馏：多次部分汽化，多次部分冷凝。 用浓度表示组分的变化。
易挥发组分：沸点低的组分，用A表示，yA，xA 难挥发组分：沸点高的组分，用B表示，yB，xB y与x的关系无法确定，通常达到平衡时关系才确定
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第一节 概述
恒沸精馏——工业酒精的提纯，加入夹带剂苯， 形成三元非均相恒沸液；
5）蒸发与蒸馏的区别 蒸发——A组分挥发，B组分不挥发，供热就分离； 蒸馏——A，B均挥发，存在一个平衡关系！
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第二节 两组分溶液的气液平衡
1-2-1 两组分理想物系的气液平衡
➢当外压不太高时，平衡的气相可视为理想气体，
遵循道尔顿分压定律，即
P P A P BP A 0x P B 0(1 x)
x
P PB0 PA0 PB0
—— 由拉乌尔定律表示的气液平衡关系
yAP PAP PA0xAP PA0 P PA0P PB0B0
yA KAxA
——K 为相平衡常数，并非常数，随温度而变。
于是，经过多次部分汽化和部分冷凝，最后在塔顶 得到高纯度的轻组分，而在塔底获得高纯度的重组
化工原理精馏知识点总结
化工原理精馏知识点总结嘿，朋友！咱们今天来聊聊化工原理里的精馏这个有趣的话题。
你知道吗，精馏就像是一场精细的舞蹈，每个步骤都得踩在准确的节拍上。
它可是化工生产中非常重要的分离技术。
先来说说什么是精馏。
想象一下，有一堆混合物，就像一个混乱的大杂烩，各种成分搅和在一起。
而精馏呢，就是要把它们一个一个地挑出来，让它们各归各位。
这就好比把一堆五颜六色的珠子按照颜色分类，可不容易呢！精馏的原理，简单说就是利用混合物中各组分的沸点不同。
沸点低的先汽化，沸点高的后汽化。
这就像跑步比赛，速度快的先冲线，速度慢的落在后面。
通过多次的汽化和冷凝，就能把混合物逐步分离成较纯的组分。
再讲讲精馏塔。
这可是精馏的核心装备，就像一个大城堡，里面有着各种机关和通道。
塔板或者填料就是它的战场，混合物在这里展开激烈的争斗，决出胜负，实现分离。
说到塔板，那可是有讲究的。
塔板的类型多种多样，有筛板、浮阀板等等。
它们就像是不同的武器，各有各的特点和优势。
还有回流比，这可是个关键的参数。
回流比大，分离效果好，但能耗也高；回流比小，能耗低，但分离效果可能就打折扣了。
这是不是有点像花钱买东西，花得多可能买得好，花得少可能品质就一般啦？再说说操作压力。
压力高，沸点高，对设备要求高；压力低，沸点低，可能容易出现一些安全问题。
这就像开车，速度快风险大，速度慢又着急。
掌握好精馏的知识点，就像是掌握了一把神奇的钥匙，可以打开化工生产中高效分离的大门。
能精准地分离出我们需要的物质，提高产品的质量和纯度，这难道不是很厉害吗？总之，化工原理中的精馏，看似复杂，其实只要用心去理解，就会发现其中的奥秘和乐趣。
它就像一个神秘的魔法，等待着我们去探索和掌握。
朋友，你准备好去揭开它的神秘面纱了吗？。
化工原理实验—精馏
化工原理实验—精馏1. 概述精馏是一种常用的分离技术，广泛应用于化工工艺中。
它通过将混合液加热至蒸发，然后在冷凝器中冷却并凝结回液体，从而实现混合物中组分的分离。
本实验旨在通过精馏实验，掌握精馏原理、操作步骤和相关设备的使用方法。
2. 实验原理2.1 精馏原理精馏是基于液体混合物中各组分的不同沸点而进行的分离过程。
在加热的作用下，沸点较低的组分会先蒸发，经过冷凝器冷却后变为液体回流，而沸点较高的组分则会滞留在容器中。
通过收集冷凝后的液体，我们可以分离出混合物中的不同组分。
2.2 实验设备在精馏实验中，主要使用以下设备：•加热设备：电热板、油浴等；•冷凝器：通常采用水冷型冷凝器，通过循环冷却水实现液体冷凝；•分馏柱：用于增加接触面积，提高分离效果；•采样装置：用于采集样品，检测组分浓度等。
2.3 操作步骤精馏实验的基本步骤如下：1.准备实验设备：包括加热设备、冷凝器、分馏柱等；2.准备混合液：按照实验要求，将需要分离的混合液制备好；3.装配设备：将冷凝器安装在分馏柱上方，连接好相应的管道和热源；4.开始加热：逐渐加热混合液，将其中的沸点较低组分蒸发出来；5.冷却和回流：通过冷凝器使蒸发的组分冷却并凝结成液体，回流到容器中；6.收集液体：将回流液体收集，并记录途中温度和时间等相关数据；7.结束实验：实验完成后，及时关闭加热设备和冷凝器，整理实验装置。
3. 实验操作及数据记录3.1 实验设备准备首先，确保实验室环境安全，检查仪器设备是否齐全，并找到精馏实验所需的各种设备：•电热板：用来提供加热源；•分馏柱：用来增加接触面积，提高分离效果；•冷凝器：通常为水冷型冷凝器，确保冷却效果良好。
3.2 实验样品准备按照实验要求，取出需要分离的混合液样品。
注意记录样品的成分和浓度等信息。
3.3 装配设备将冷凝器安装在分馏柱上方，并连接好相应的管道和热源。
确保连接紧密，无泄漏。
3.4 开始实验1.打开电热板，设置适当的加热温度；2.将混合液置于分馏烧瓶中，放入加热设备中；3.监测温度变化：通过温度计等工具，记录样品温度的变化。
化工原理_精馏
IV I F IV I F q IV I L rm
IV - IF相当于将1kmol的原料液由20 ℃变成92.5 ℃的饱和蒸气 所需要的热量。 IV – IF= (92.5-20)CPm +rm
CPm为混合液体的平均比热；rm为混合液体的平均潜热
rm =r1 x1 + r2 x2
y2
x2
操作关系
y3
……
xm x w
提馏段理论板数＝m－1
再沸器
结论： 全塔理论板数NT=(n-1)+(m-1) （不含再沸器）
其中精馏段理论板数NT1＝n－1 （或注明第n块为加料板）
关于理论板数的确定注意: ∵xn是加料板浓度，而加料板属于提馏段，∴精
馏段板数在采用全凝器时为 n-1
y y1 y2
f
2
1
•a
3
4 5 6
d • e
b
xD R 1
•
8
7
•c xW
x1(xn )
xF
x2
x 1 xD
x
5.进料热状况对q线及操作线的影响 (1) 冷液进料ef1 q>1
内 容 回 顾
一、精馏原理
（1）无中间加热及冷凝器的多次部分气化和多次部分冷凝 （2）顶部回流及底部气化是保证精馏过程稳定操作的必不 可缺少的条件。 （3）精馏操作流程 （4）相邻塔板温度及浓度的关系
tn1 tn tn1 xn1 xn xn1 yn1 yn yn1
ym1
W/F=1-0.3476=0.6524
1.1123 1 0.6524 xm 0.025 1.447 xm 0.0112 1.1123 1 0.6524 1.1123 1 0.6524
化工原理课件 9.4 精馏
q [rF cP (tb tF )] rF
b. 饱和液体进料(泡点进料) 饱和液体温度等于泡点
iF i
q 1
V V
0 q 1
L LF
c.汽液混合物进料 汽液混合物的温度介于泡点和露点之间
i iF I
V V
LL
q=x(液相分率) 已知进料中汽相与液相的摩尔数之比为2:1，轻组分的摩尔分 数为0.55,则q=_____. A. 1/3 B. 0.55 C.不能确定
传质单元高度
精 馏
实 际 塔 板 数
理论板数
反映分离任务的难易, 与设备型式无关
反映设备效能的高低
全塔效率
④塔板物料、热量衡算及传递速率的最终简化 引入理论板的概念及恒摩尔流假设使塔板过程的物料衡 算、热量衡算及传递速率最终简化为 物料衡算式
Vy n1 Lxn1 Vy n Lxn
相平衡方程
LL q F 以1kmol/h进料为基准，提馏段中的液体流量较精馏段的液 体流量增大的kmol/h数即为q值
L L qF
V V (1 q)F
I iF q I i
iF i I
q 1
L L qF
V V, L L
V V (1 q)F
a. 过冷液体进料 过冷液体温度低于泡点
I iF q I i
L L qF
V V (1 q)F
d.饱和蒸汽进料(露点进料) 饱和蒸汽的温度等于露点
iF I
q0
V V F
LL
e.过热蒸汽进料(过热蒸汽的温度高于露点)
iF I
q0
V V, L L
q cP (tF td ) rF
化工原理精馏实验
化工原理精馏实验化工原理精馏实验是化工工程中的一项重要实验内容，它主要用于分离和提纯混合物中的组分。
本文将介绍化工原理精馏实验的基本原理、实验步骤以及实验中需要注意的事项。
1. 实验目的化工原理精馏实验的主要目的是通过温度差异，利用液体蒸汽和凝结的原理，将混合物中的组分分离并得到纯净的产品。
通过这个实验，我们可以了解精馏作为一种分离技术的原理和应用。
2. 实验原理化工原理精馏实验的基本原理是利用混合物中各组分的不同沸点，通过升温使其中具有较低沸点的组分先蒸发，然后通过冷凝使其变为液体，从而实现分离。
在实验过程中，我们需要使用精馏塔，该塔内部设置有填料，用于增加混合物和蒸汽之间的交流面积，并实现更充分的分离。
3. 实验步骤(1) 准备实验所需设备和药品，包括精馏装置、混合物、填料等。
(2) 将混合物加入精馏瓶中，并将瓶塞密封。
(3) 将冷凝管和进料管连接到精馏瓶上，确保连接牢固。
(4) 将精馏瓶放入加热设备中，逐渐升温。
(5) 观察精馏瓶内的液体是否开始蒸发，当温度上升到某一点时，开始收集冷凝液。
(6) 根据实验需要，调整加热温度和收集冷凝液的时间，以实现所需组分的分离和提纯。
4. 实验注意事项(1) 在进行化工原理精馏实验前，需先对所需设备进行检查和清洁，确保实验过程的安全性。
(2) 在实验操作中，热量的传递速度会影响分馏过程的效果，因此需要掌握合适的加热速率。
(3) 为了避免精馏烧坏填料或其他设备，需要控制温度，确保温度在安全范围内。
(4) 实验结束后，应将设备进行清洗和消毒，防止残留物对下次实验的影响。
5. 实验结果分析通过化工原理精馏实验，可以得到分离出的纯净组分，并进行定量分析。
根据实验结果，可以进一步探讨精馏的分离效果、提纯效率等指标，并对所得纯净组分进行性质分析。
总结：化工原理精馏实验是一项重要的实验内容，通过实验可以了解精馏作为一种分离技术的原理和应用。
在实验过程中，需要注意设备的清洁和安全操作，合理控制加热温度和加热速率，以达到较好的分馏效果。
(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。
化工原理精馏实验数据处理
化工原理精馏实验数据处理1. 引言化工原理精馏实验是化工专业中非常重要的实验之一。
在精馏实验中，通过分离液体混合物中的组分，得到纯净的产品。
实验过程中需要收集大量的实验数据，并对这些数据进行处理和分析。
本文将详细探讨化工原理精馏实验数据处理的方法和技巧。
2. 实验目的化工原理精馏实验的目的是通过精馏过程将液体混合物中的组分分离出来。
实验数据处理的目的是对实验数据进行整理、分析和解释，以得到有关精馏过程的关键信息和结果。
3. 实验数据处理方法在化工原理精馏实验中，我们需要收集的实验数据包括温度、压力、流量等参数的变化情况。
为了对这些数据进行处理，我们可以采用以下方法：3.1 数据的整理和筛选首先，我们需要对收集到的实验数据进行整理和筛选。
将不符合要求或有误差的数据排除，确保数据的准确性和可靠性。
3.2 数据的统计和分析接下来，我们可以对整理后的数据进行统计和分析。
可以计算平均值、标准差、方差等统计指标，以了解数据的分布情况和稳定性。
3.3 数据的可视化为了更直观地展示数据的变化趋势和关系，我们可以将数据进行可视化处理。
可以使用图表、曲线图、散点图等方式来展示数据，以便更好地理解和解释实验结果。
4. 实验数据处理的意义和应用实验数据处理在化工原理精馏实验中具有重要的意义和应用。
通过对实验数据的处理，我们可以得到以下信息和结果：4.1 组件的分离效果通过对实验数据的分析，我们可以判断精馏过程中组分的分离效果。
可以通过计算馏分的组分含量、回收率等指标来评估分离效果的好坏。
4.2 工艺参数的优化实验数据处理还可以帮助我们优化精馏过程中的工艺参数。
通过分析数据，我们可以找到影响分离效果的关键因素，并对工艺参数进行调整和优化，以提高产品的纯度和产量。
4.3 实验结果的验证实验数据处理还可以用于验证实验结果的准确性和可靠性。
通过对实验数据的处理和分析，我们可以判断实验结果是否符合预期，从而对实验方法和操作进行改进和优化。
化工原理-精馏
y x 1 ( 1)x
y
思考： 若=1，则情形如何？
y x ，不能用普通蒸
馏方法分离提纯。
x
5.2.3．非理想溶液的汽液相平衡
正 偏 差 溶 液 负 偏 差 溶 液
与拉乌尔定律有偏差的溶液称为~。
此时， f A A f BB f AB
pA p*A xA
pB
pB* xB
(1)正偏差溶液
第二节 二元物系的汽液相平衡
5.2.1 相律
自由度=组分数-相数+2 即F = C –φ+2
t, P, y
A
B
t, x 溶液（A+B）
加热
故双组分气液平衡物系的自由度为2，在t、p、y、x 4个变量
中，任意确定其中的两个变量，则物系的状态被唯一地确定,余 下的参数已不能任意选择。
一般精馏在恒压（p一定）下操作，物系只剩下1个自由度。 故：
精馏
汽油
煤油
柴油 原 油
润滑油
石蜡
沥青
三. 蒸馏的分类
二元蒸馏 根据被蒸馏的混合物的组分数，可分为：多元蒸馏
连续蒸馏 根据操作过程是否连续，可分为：间歇蒸馏
常压蒸馏 根据操作压力，可分为加压蒸馏
减压蒸馏
简单蒸馏 根据操作方式，可分为：平衡蒸馏
精馏 四、蒸馏操作的费用
主要费用：加热和冷却费用，即能耗大
汽相线
I点：tI=101.5℃；饱和汽体
G
F
J点：tJ=120℃；过热汽体
泡点线 液相线
t－x 或 y 图
杠杆定律： M液CH=M汽HD
注意：
①纯物质在一定压力下饱和温度称为沸 点，是一定值，且无泡点、露点之分；
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
化工原理精馏的应用
化工原理精馏的应用一、精馏的基本原理精馏是一种常见的分馏技术，广泛应用于化工工业中。
它基于物质的不同挥发性，在恒定的温度和压力条件下，将混合物中的组分分离出来。
精馏的基本原理是利用不同物质的沸点差异，通过加热混合物使之煮沸，然后利用冷凝装置将蒸汽转化为液体，从而实现分离。
二、精馏的应用领域精馏广泛应用于化工工业中的物质分离和纯化过程中。
以下列举了一些常见的应用领域：1. 石油炼制工业在石油炼制过程中，原油经过初步处理后，通常会进行精馏过程，以将其分离成不同沸点范围内的馏分。
通过多级精馏塔，可以得到石油气、汽油、柴油、煤油等不同的产品。
2. 酒精生产工业酒精生产工业中的精馏过程主要用于酒精的纯化。
发酵产生的液体经过精馏，可以去除其中的杂质，提高酒精的纯度。
这在制造白酒、伏特加等高纯度酒精产品时尤为重要。
3. 化学品生产工业在化学品生产过程中，精馏常被用于分离混合物中的各种组分。
例如，用于制造酸、碱、有机溶剂和涂料等化学品的原材料通常需要进行精馏来获得高纯度的产品。
4. 精细化工工业在精细化工工业领域，精馏技术被广泛应用于制药、医药等行业中。
通过精馏过程，可以提取药物中的有效成分，纯化药物和去除其中的杂质，以满足药品的安全和纯度要求。
5. 生物燃料工业精馏技术在生物燃料工业中可以用于提取生物质燃料中的乙醇或生物柴油等有机物。
这不仅可以提高生物燃料的能量效率，还可以减少环境污染。
三、精馏过程的关键因素精馏过程的效果受到许多因素的影响，下面列举了其中几个关键因素：1.温度：温度的控制是精馏过程中非常重要的因素。
合适的温度可以促使混合物中的组分充分汽化，并实现高效的分离。
2.压力：压力对精馏过程的影响也非常显著。
较低的压力有助于降低沸点，提高挥发性较高的组分的分离效率。
3.塔板数量和间距：在多级精馏塔中，塔板的数量和间距对分离效果起着重要作用。
适当的塔板数量和间距可以增加混合物的接触面积和停留时间，提高分离效果。
化工原理精馏
化工原理精馏
精馏是化工过程中常用的分离方法，用于将混合物中的组分按照其挥发性分离为不同纯度的产品。
精馏过程中，混合物首先加热至沸腾点，然后将生成的蒸气输送到冷凝器中进行冷凝。
冷凝后，液体收集器中会得到不同纯度的产品。
精馏过程基于混合物中不同组分的挥发性差异。
挥发性大的组分在加热后较早转化为蒸气，而挥发性小的组分则在较高温度下才蒸发。
经过冷凝后，收集器中会得到高挥发性组分的纯产品。
余下的低挥发性组分则在塔底收集。
精馏过程中，塔是一个重要的设备。
塔内通常包括填料或板片，用于增大接触面积，促进挥发和冷凝。
高挥发性组分在塔上部可迅速逸出，而低挥发性组分则被慢慢分离。
精馏还可用于提纯液体产品。
通过多级精馏，可以获得更高纯度的产品。
多级精馏是基于挥发性差异的温度差异实现的，每一级都以前一级的塔顶产品作为进料。
总之，精馏是一种重要的化工分离方法，通过控制温度和塔内工艺参数，可以将混合物分离为不同纯度的产品。
化工精馏原理
化工精馏原理
精馏是一种分离技术，用于将混合物中的组分通过升华和冷凝的方式进行分离。
该过程基于分子之间的不同挥发性和沸点的差异。
精馏的基本原理是利用组分在不同温度下的汽化和冷凝特性。
在精馏塔内，混合物被加热，使得易挥发的组分蒸发成气体，然后通过冷凝器冷却，转变回液体。
随后，这些液体进入分馏塔的不同部位，从而实现对组分的分离。
在精馏塔内，由于塔的高度，温度逐渐降低。
这导致组分的挥发性逐渐降低，使其向下凝结，并最终收集在不同的容器中。
高挥发性的组分在较低温度下首先凝结，低挥发性的组分在较高温度下凝结。
精馏塔内的分馏效果取决于各种因素，包括初始混合物的成分、入口温度、压力、塔的结构和精馏塔体系的设计等。
通过调整这些参数，可以实现较高效率的分离效果。
化工精馏广泛应用于石油、化工、制药等行业。
它可以用于分离原油、制取石油产品，提取溶剂、纯化有机化合物，以及获得高纯度的化学品等。
精馏技术的不断改进和创新也不断提高着分离效率和产品质量。
精馏实验(化工原理实验)
精馏实验一、实验目的1、了解筛板式精馏塔及其附属设备的基本结构，掌握精馏操作的基本方法；2、掌握精馏过程全回流和部分回流的操作方法；3、掌握测定板式塔全塔效率。
二、实验原理1、全塔效率E T全塔效率又称总板效率，是指达到指定分离效果所需理论板数与实际板数的比值，即-1=T T P N E N (1)式中：T N －完成一定分离任务所需的理论塔板数，包括塔釜；P N －完成一定分离任务所需的实际塔板数。
全塔效率简单地反映了整个塔内塔板的平均效率，表明塔板结构、物性系数、操作状况等因素对塔板分离效果的影响。
对于双组分体系，塔内所需理论塔板数N T ，可通过实验测得塔顶组成x D 、塔釜组成x W 、进料组成x F 及进料热状况q 、回流比R等有关参数，利用相平衡关系和操作线用图解法或逐板计算法求得。
图1塔板气液流向示意图2、单板效率ME 单板效率又称莫弗里板效率，如图1所示，是指气相或液相经过一层实际塔板前后的组成变化值与经过一层理论塔板前后的组成变化值之比。
按气相组成变化表示的单板效率为1*1y =n n MV n n y E y y ++--(2)按液相组成变化表示的单板效率为1*1n n ML n n x x E x x ---=-(3)式中：y n 、1n y +－分别为离开第n 、n+1块塔板的气相组成，摩尔分数；1n x -、n x －分别为离开第n-1、n 块塔板的液相组成，摩尔分数；*ny －与x n 成平衡的气相组成，摩尔分数；*nx －与y n 成平衡的液相组成，摩尔分数。
3、图解法求理论塔板数N T图解法又称麦卡勃－蒂列(McCabe-Thiele)法，简称M-T 法，其原理与逐板计算法完全相同，只是将逐板计算过程在y-x 图上直观地表示出来。
对于恒摩尔流体系，精馏段的操作线方程为：111D n n x R y x R R +=+++(4)式中：1n y +－精馏段第n+1块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；n x －精馏段第n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数；D x －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；R －回流比。
化工原理 精馏练习题
化工原理精馏练习题一、问题描述在一个精馏塔中，对乙酸和甲醇进行分馏。
原料含有10%的乙酸和90%的甲醇。
要求设计一个塔，使得在出口处乙酸的含量为90%以上。
二、基本原理精馏是一种通过分离液体混合物中各种组分的技术。
通常使用精馏塔来实现这一过程。
精馏塔可以分为两个部分：初级分馏区和精馏区。
初级分馏区将液体混合物分为两个相，其中一个相富集乙酸，另一个相则富集甲醇。
精馏区进一步加热液体混合物，产生的蒸汽经过冷凝器后得到两个部分：富含乙酸的液体和富含甲醇的液体。
通过不断回流和再沸腾，可以实现将乙酸含量提高到所需的目标。
三、塔的设计1. 确定精馏塔的高度：- 初级分馏区的高度：根据乙酸和甲醇的相对挥发度，在塔底部设定一个管理区，用于分离液相。
在此区域温度和压力较低，适合乙酸富集。
根据经验法则，初级分馏区的高度应该是整个塔高度的1/3至1/2。
- 精馏区的高度：根据所需乙酸的含量和其他操作参数来确定此区域的高度。
通常，较高的塔设计可以提供更高的分离效果。
2. 确定进料位置：- 进料位置应该位于初级分馏区与精馏区之间的合适位置，以实现较好的分离效果。
通常情况下，进料点应该位于塔的上部，以允许较高的沸点组分从上部释放，从而改善塔的效率。
3. 选择合适的回流比：- 回流比是进入塔中再沸腾的液体与从塔顶冷凝回流的液体的质量比。
适当的回流比对提高分离效果非常重要。
较高的回流比可以提供更高的塔效率，但会增加能耗。
- 在本例中，根据乙酸和甲醇的性质和要求，选择合适的回流比是至关重要的。
四、其他操作参数除了塔的设计之外，还有一些其他操作参数需要考虑：1. 温度和压力：温度和压力的选择取决于乙酸和甲醇的性质。
通常情况下，高温和低压有利于乙酸的分离。
2. 冷凝器的设计：冷凝器用于冷却塔顶的蒸汽，并将其转变为液体。
这样，可以通过回流将纯度较高的乙酸送回塔底。
冷凝器的设计要应对不同的工艺要求和流量。
3. 分离回流液的处理：分离回流液中可能含有乙酸和甲醇。
化工原理实验—精馏
化工原理实验—精馏化工原理实验—精馏精馏是一种重要的分离技术，主要用于分离、纯化液体混合物中的各种成分。
在实际生产和科研实验中，精馏已经成为不可或缺的重要技术。
本文将就化工原理实验中的精馏实验进行详细介绍。
一、实验原理精馏的基本原理是根据不同成分在液态和气态之间的平衡关系，在加热条件下将混合物中单一成分蒸发和冷凝来实现分离、提纯目标成分。
实验中要分离的混合物首先被加热到沸腾点以上，因为各种成分的沸点不同，有些成分的沸点比另一些成分高得多，因此在离开混合物比较早的时候，一些液体成分便会压缩成气体形式，通过冷凝的方式回到液体形式，从而分离。
二、实验步骤1.实验前准备：确定实验目的，熟悉仪器使用方法和名词术语，检查实验物品是否准备充分。
2.实验流程：（1）调整设备：将水箱放在上部，并根据实验需要将装有混合物的烧瓶安装在下部。
（2）加热混合物：先在小火下加热，让混合物慢慢升温，确定加热速度以防止挥发速度过快。
随着温度的升高，由混合物挥发出来的单一成分便会通过塞子进入冷凝器，冷凝器中的水为其退回到液体形态，收集并量取所需要的物质。
3.实验结束：（1）关闭所有开关：实验完成后，将电源关闭，并将实验设备切断电源和气源。
（2）清洗设备与仪器：清洗所有已使用的材料和设备，以确保下次的实验能保证卫生和安全。
三、实验注意事项1.将水箱放置在塞子上方，仔细检查所有漏洞的位置和具有修复能力的地方，以避免机械故障与事故到来。
2.在进行实验时，必须小心谨慎地装填液体混合物，尤其是对于易燃物质，必须保持警惕，并根据实验条件和混合物来选择实验设备和材料。
3.在加热过程中，如果需要调整加热器的温度，必须慢慢调整，直到较稳定的加热水平达到。
总之，精馏实验是一项非常重要的化工原理实验，同学们在进行实验时一定要小心谨慎，严格遵守实验规范，才能保证实验的顺利进行。
化工原理实验报告-精馏
精馏实验一、实验任务和目的：1、充分利用计算机采集和控制系统具有的快速、大容量和实时处理的特点，进行精馏过程多实验方案的设计，并进行实验验证，得出实验结论。
以掌握实验研究的方法。
2、学会识别精馏塔内出现的几种操作状态，并分析这些操作状态对塔性能的影响。
3、学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素。
4、测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识。
二、实验原理：在板式精馏塔中，由塔釜产生的蒸汽沿塔板逐板上升与来自塔板下降的回流液，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。
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。
若塔在最小回流比下操作，要完成分离任务，则需要有无穷多块塔板的精馏塔。
当然，这不符合工业实际，所以最小回流比只是一个操作限度。
若操作处于全回流时，既无任何产品采出，也无原料加入，塔顶的冷凝液全部返回塔内中，这在生产中无实际意义。
但是，由于此时所需理论塔板数最少，又易于达到稳定，故常在工业装置的开停车、排除故障及科学研究时使用。
3、实验流程（简图）；4、操作步骤；4.1、设置参数设置精馏段塔板数为5，设置提馏段塔板数为3，配置浓度比为0.66的乙醇/正丙醇混合液，设置进料罐的一次性进料量为2L。
4.2、精馏塔进料（1）连续点击"进料"按钮，进料罐开始进料，直到罐内液位达到70%以上。
（2）启动进料泵。
（3）设定进料泵功率，将进料流量控制器的 OP 值设为50%。
（4）设定预热器功率，将进料温度控制器的 OP 值设为60%，开始加热。
（5）打开塔釜液位控制器，控制液位在70%-80%之间。
4.3、启动再沸器（1）将塔顶冷凝器内通入冷却水。
（2）设定塔釜加热功率，将塔釜温度控制器的 OP 值设为 50%。
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➢回流 ➢再沸蒸气
.
精馏操作流程
❖设备：包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶冷凝器、原料预热
回流液泵等。
❖加料板：当某块塔板上的浓度与原料的浓度相近或相等时，
料液由此加入，该板称为加料板。
❖精馏段：加料板以上的部分，它起着回收原料中易挥发组
分增浓的作用。
❖提馏段：加料板以下的部分（包括加料板），它起着回收
➢在同一批操作中，馏出液分批收集， 可得到不同组成的馏出液。
应用：
➢易分离的混合物；
➢对分离纯度要求不高的场合；
➢混合液的初步分离。
简单蒸馏
蒸馏釜 原料液 蒸汽
冷凝器 冷却水
接受器
简单蒸馏装置
.
平衡蒸馏(闪蒸)
将一定组分的液体加热至泡点以上，使其部分气化，或者将一定
组分的蒸汽冷却至露点以下，使其部分冷凝，两相达到平衡，然后
将两相分离。此过程的结果是易挥发组分在气相中富集，难挥发组
分在液相中富集。
冷凝器
加热器
原 料
减压 阀
.
塔顶产品
分离器
底部产品
精馏
t
一次部分气化和部分冷凝
P=定值
y1>xF>x1
yF——加热原料液时产生的第一个 气泡的组成。
xw——原料全部气化后剩下的最后 一滴液体的组成。
D C B
A
xw x1 xF y1 yF
.
B
t-y
汽相线(露点线)
H
J A t-x
液相线(泡点线)
x1(y1)
汽液相平衡图(y—x图)
气 相Leabharlann 某些溶液达到平衡时，汽相中易
组
挥发组分浓度总是大于液相的；
成
y
其平衡线位于对角线的上方；
平衡线离对角线越远，表示该溶
液越易分离。
液相组成x
总压对t—y—x关系比对y—x关系的影响大。 当总压变化不大时，总压对y—x关系的影响可以忽略不计。 蒸馏中使用y—x图较t—y—x图更. 为方便。
重点：理论塔板、恒摩尔流、操作线方程、进料方程、回流比 难点：操作线方程、进料方程、精馏设备
.
概述
蒸馏：利用液体混合物各组分挥发度的不同，
使其部分气化，从而达到分离的单元操作。
易挥发组分：沸点低的组分，又称为轻组分。 难挥发组分：沸点高的组分，又称为重组分。
.
蒸馏的分类
❖按操作方式分：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏 ❖ ❖按组分数目分：双组分蒸馏及多组分蒸馏 ❖ ❖按操作压力分：常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏 ❖ ❖按操作流程分：连续蒸馏和间歇蒸馏
1 2 3 4 5
6 5΄
xW
xF
xD
xW
xF
xD
.
实际塔板数与塔板效率
❖理论塔板的概念：
❖分离的实际情况：由于气液两相接触时间、接触面积有
vA=PA/xA vB=PB/xB
相对挥发度(Relative Volatility)：是指溶液中两组分挥发度之比，常
以易挥发组分的挥发度为分子。
α=vA/vB=（PA/XA）/（PB/XB） .
相平衡方程 y x
1( 1)x
相对挥发度的意义
当α>1时，表示组分A较B容易挥发，α愈大，挥发度差异愈大， 分离愈容易。
➢各组分的气化潜热相等； ➢气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略； ➢塔设备保温好，无热损失。
.
精馏段操作线方程
yn1RR 1xnR11xD
提馏段操作线方程
y x x L qF
W
m 1 L q F Wm L q F Ww
.
理论塔板数的确定
➢逐板计算法 ➢图解法
1 2 3 4 5
6
xW
.
气液平衡
拉乌尔定律 pApA 0xA
pB pB 0xB pB 0(1xA)
两组分理想物系的气液平衡关系式：
xA
P pB0 pA0 pB0
yA
p
0 A
P
xA
.
相对挥发度
纯液体的挥发度：该液体在一定温度下的饱和蒸气压。 溶液中各组分的挥发度：该组分在蒸气中的分压和与之相平衡
的液相中的摩尔分率之比。
进料状况 冷液体
饱和液体 气液混合物 饱和蒸汽 过热蒸汽
进料的焓IF IF<IL IF=IL
IL<IF<IV
IF=IV IF>IV
q值 q>1 q=1 0 < q <1
q=0
.
q<0
q线斜率 q/q-1 +
无穷大
–
0 +
进料状况对操作线的影响
R一定, q不改变精馏线的位置；R一定, q对提馏线有较大影响（见 右图） 。随q减小， 提馏线相平衡线靠近，所需理论塔板数越多。
❖ 当α=1时，气相组成与液相组成相同，不能用普通精馏方
法加以分离。
.
温度–组成图(t – x – y图)
上曲线：平衡时汽相组成与
温度的关系，称为汽相线（露 点曲线）；
t4
下曲线：平衡时液相组成与 t3
温度的关系，称为液相线（泡 t2
点曲线）；
t1
两曲线将图分成三个区域：
➢液相区；
➢过热蒸汽区；
➢汽液共存区。
原料中易挥发组分的作用。
.
两组分连续精馏的计算
全塔物料衡算 热量衡算
恒mol流
操作线方程 q线方程 回流比 最小回流比 适宜回流比 理论塔板数 实际塔板数
.
恒摩尔流的假设
恒摩尔汽化 每层塔板上升的蒸汽的摩尔流量相等。 恒摩尔溢流 每层塔板溢流的液体的摩尔流量相等。 恒摩尔流 恒摩尔汽化和恒摩尔溢流的总称。 满足恒摩尔流的条件
.
多次部分气化和部分冷凝
液体混合物经
过多次部分气化和
多次部分冷凝后从 气相得到较纯的易
冷凝器
y1 y1
挥发组分，而从液 xF
相中则得到较纯的 分离
难挥发组分 。
器
x1
y3
y2
x3
加热 器
x2
t
P=定值
B
A
多次部分气化的分离示意图
.
xm
xF (y)
yn
精馏
将具有不同挥发度的组分所组成的混合液，经多次地进行部 分气化和部分冷凝，使其分离成几乎纯态组分的过程。
xD
理论板数图解法示意图
.
进料热状况
q IV IF IV IL
将1kmo原 进 l 料 料液 变k的 为m饱 o气 l 和 化蒸 潜气 热 的所 热需 量
.
进料状况有5种情况
q=1 q>1 0 < q <1
q=0
e
q<0
第一相线, q > 1, 冷液体进料； 垂直线, q = 1, 泡点进料； 第二相线, 0 < q <1, 汽液混合物进料； 水平线, q = 0, 饱和蒸汽进料； 第三相线, q < 0, 过热蒸汽进料. 。
简单蒸馏(微分蒸馏)
装置：如图，
原理与过程：
➢料液加热至泡点，溶液汽化，产生的 蒸汽随即进入冷凝器，冷凝成馏出液。
➢随着过程的进行，釜中液相组成不断 下降，使得与之相平衡的气相组成（馏 出液组成）亦随时降低，而釜内液体的 沸点逐渐升高。
➢当馏出液的平均组成或釜残液组成降 至某规定值后，即可停止蒸馏操作。