精馏原理ppt课件
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• 精馏：若将混合液加热至沸腾但只令其部分汽化 ，则挥发性高的组分，即沸点低的组分（称为易 挥发组分或轻组分）在汽相中的浓度比在液相中 的浓度要高，而挥发性低的组分，即沸点较高的 组分（称为难挥发组分或重组分）在液相中浓度 比在汽相中的要高。同理，混合物的蒸汽部分冷 凝，则冷凝液中难挥发组分的浓度要比汽相中的 高，反之亦然。多次进行部分汽化或部分冷凝以 后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分， 而在液相中得到较纯的难挥发组分。
顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内 汽液两相间的接触传质得以进行。 • 一热一冷多次进行传质传热，同时尽可能 的达到气液平衡，这样才能对物质进行分 离。
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2、塔顶为什么要有液体的回流？ 塔内任一板要进行相际传质、传 热，必须有两相，而塔顶只有蒸 气，无液相，必须引入液相，且 满足 x入> x 1，则 xD 引入最方便
蒸馏塔工作原理
• 酒精水溶液加热至沸腾时 ，蒸汽中的酒精含量较溶 液中含量高，酒精水溶液 的酒精含量愈高，其汽化 或升高温度所需的热量越 少，沸点也越低，这两个 规律，要得到高浓度酒精 ，就有人设想出一种多次 汽化与冷凝的特别的蒸馏 设备，以“最经济的方法 ”蒸馏得到高浓度的酒精 。
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• 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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• 蒸馏按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸 馏、精馏及特殊精馏等多种方法。按操作 压力可分为常压蒸馏、加压及减压（真空 ）蒸馏。按操作是否连续可分为连续精馏 和间歇精馏。按原料中所含组分数目可分 为双组分（二元）蒸馏及多组分（多元） 蒸馏。
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• 简单蒸馏：混合液加入蒸馏釜中，加热至沸腾， 产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物，在蒸馏过程 中釜内液体的易挥发组分浓度将不断下降，相应 的蒸汽中的易挥发组分浓度亦随之降低。因此， 馏出液通常是按不同组成范围分罐收集的。最终 将釜液一次排出。所以简单蒸馏是一个不稳定过 程。简单蒸馏只能使混合液部分地分离，故只适 用于沸点相差较大而分离要求不高的场合，或者 作为初步加工，粗略地分离多组分混合液，例如 原油或煤油的初馏.
4
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。 • 液体具有挥发而成为蒸汽的能力。各种液体的挥 发能力不同，因此，液体混合物汽化后所生成的 蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的，蒸馏就 是藉液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分 离的一种操作。
维等不溶性物质，此外还有未发酵的残糖、糊精 、无机盐和甘油、琥珀酸等不挥发性微生物代谢 产物。 • 挥发性杂质：杂醇（甲醇、异戊醇、异丁醇、正 丙醇等）醛（乙醛等）、酸（乙酸、丁酸、乳酸 、戊酸等）、酯（乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲 酯和异丁酸乙酯等）。
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广东中能酒精有限公司
酒精能够分离的原因
• 蒸馏过程之所以能将成熟醪中所含的酒精完全分离 出，并得到高浓度的酒精，基本原因为：成熟醪所 含的各种物质的挥发性不同。将两种或两种以上挥 发性不同的物质组成混合溶液，将它加热至沸腾， 这时液相组分与气相组分往往不同，气相比液相含 有较多的易挥发组分，剩下的液相就含有较多难挥 发组分。如加热酒精-水溶液至沸腾时，蒸汽中酒 精含量就较溶液中的高。
• 在保证产量的情况下，就必须增加热源， 那么就会导致上层塔板的温度升高，而酒 精浓度是降低的，因为此时得到的水与酒 精的共沸物。
• 所以增加回流保证上层塔板酒精浓度，可 保证塔体的稳定蒸馏状态，保证成品质量
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再沸器的作用
• 再沸器（也称重沸器）是使液体再一次汽 化。它的结构与冷凝器差不多，不过一种 是用来降温，而再沸器是用来升温汽化。
• 再沸器作用是将塔底液体部分汽化后送回 精馏塔，提供上升蒸汽流 。他和从回流罐 下来的轻组分液相在塔板或填料层上进行 多次部分汽化和部分冷凝，使塔内汽液两 相间的接触传质得以进行，从而使混合物 达到高纯度的分离。
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冷凝器的作用
• 冷凝器作用是提供回流。 • 将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔
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• 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 表面上进行着质量传递过程。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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ຫໍສະໝຸດ Baidu
13
酒精精馏塔中回流、再沸器、冷凝的作用
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回流的作用
• 假若精馏塔没有回流，则精馏塔板上的酒 精由于不断蒸发而逐渐减少，因此塔板上 的酒精浓度逐渐降低，产出量就会降低。
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广东中能酒精有限公司
简单蒸馏
• 用蒸汽加热含有酒精的醪 液，当达到该酒精水溶液 的沸点时，它们便沸腾汽 化，蒸汽中的酒精含量便 高于醪液，亦即醪液减少 较多的酒精和较少的水分 ，若将酒汽冷凝而收集， 则可得到较高浓度酒精的 水溶液，当然醪液中其它 挥发性物质亦混杂在其中 。
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广东中能酒精有限公司
（全凝器：xD = y1 )
3、塔底为什么要有蒸气的回流？ 塔内任一板要进行相际传质、传 热，必须有两相，而塔底只有残 液，无气相，必须引入蒸气，且 满足 y入< ym，则釜残液汽化引入 最方便（再沸器：xw = y入 )
气相和液相的部分回流 是精馏操作的必要条件。
冷凝器condenser
精馏原理3 精
广东中能酒精有限公司
精馏原理
1
广东中能酒精有限公司
有关概念
• 蒸馏：在酒精生产中，将酒精和其它所有的挥发 性杂质从发酵成熟醪中分离出来的过程。
• 精馏：除去粗酒精中杂质，进一步提高酒精浓度 过程 。
2
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发酵成熟醪的化学组成
• 杂质按挥发性不同可分为： • 不挥发性杂质：酵母菌菌体、不溶性淀粉、短纤
塔顶产品, xD Overhead product
馏
液相回流
段
Liquid reflux
料液, xF Feed
精馏段 Rectifying section
• 精馏：若将混合液加热至沸腾但只令其部分汽化 ，则挥发性高的组分，即沸点低的组分（称为易 挥发组分或轻组分）在汽相中的浓度比在液相中 的浓度要高，而挥发性低的组分，即沸点较高的 组分（称为难挥发组分或重组分）在液相中浓度 比在汽相中的要高。同理，混合物的蒸汽部分冷 凝，则冷凝液中难挥发组分的浓度要比汽相中的 高，反之亦然。多次进行部分汽化或部分冷凝以 后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分， 而在液相中得到较纯的难挥发组分。
顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内 汽液两相间的接触传质得以进行。 • 一热一冷多次进行传质传热，同时尽可能 的达到气液平衡，这样才能对物质进行分 离。
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2、塔顶为什么要有液体的回流？ 塔内任一板要进行相际传质、传 热，必须有两相，而塔顶只有蒸 气，无液相，必须引入液相，且 满足 x入> x 1，则 xD 引入最方便
蒸馏塔工作原理
• 酒精水溶液加热至沸腾时 ，蒸汽中的酒精含量较溶 液中含量高，酒精水溶液 的酒精含量愈高，其汽化 或升高温度所需的热量越 少，沸点也越低，这两个 规律，要得到高浓度酒精 ，就有人设想出一种多次 汽化与冷凝的特别的蒸馏 设备，以“最经济的方法 ”蒸馏得到高浓度的酒精 。
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• 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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• 蒸馏按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸 馏、精馏及特殊精馏等多种方法。按操作 压力可分为常压蒸馏、加压及减压（真空 ）蒸馏。按操作是否连续可分为连续精馏 和间歇精馏。按原料中所含组分数目可分 为双组分（二元）蒸馏及多组分（多元） 蒸馏。
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• 简单蒸馏：混合液加入蒸馏釜中，加热至沸腾， 产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物，在蒸馏过程 中釜内液体的易挥发组分浓度将不断下降，相应 的蒸汽中的易挥发组分浓度亦随之降低。因此， 馏出液通常是按不同组成范围分罐收集的。最终 将釜液一次排出。所以简单蒸馏是一个不稳定过 程。简单蒸馏只能使混合液部分地分离，故只适 用于沸点相差较大而分离要求不高的场合，或者 作为初步加工，粗略地分离多组分混合液，例如 原油或煤油的初馏.
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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。 • 液体具有挥发而成为蒸汽的能力。各种液体的挥 发能力不同，因此，液体混合物汽化后所生成的 蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的，蒸馏就 是藉液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分 离的一种操作。
维等不溶性物质，此外还有未发酵的残糖、糊精 、无机盐和甘油、琥珀酸等不挥发性微生物代谢 产物。 • 挥发性杂质：杂醇（甲醇、异戊醇、异丁醇、正 丙醇等）醛（乙醛等）、酸（乙酸、丁酸、乳酸 、戊酸等）、酯（乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲 酯和异丁酸乙酯等）。
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酒精能够分离的原因
• 蒸馏过程之所以能将成熟醪中所含的酒精完全分离 出，并得到高浓度的酒精，基本原因为：成熟醪所 含的各种物质的挥发性不同。将两种或两种以上挥 发性不同的物质组成混合溶液，将它加热至沸腾， 这时液相组分与气相组分往往不同，气相比液相含 有较多的易挥发组分，剩下的液相就含有较多难挥 发组分。如加热酒精-水溶液至沸腾时，蒸汽中酒 精含量就较溶液中的高。
• 在保证产量的情况下，就必须增加热源， 那么就会导致上层塔板的温度升高，而酒 精浓度是降低的，因为此时得到的水与酒 精的共沸物。
• 所以增加回流保证上层塔板酒精浓度，可 保证塔体的稳定蒸馏状态，保证成品质量
15
再沸器的作用
• 再沸器（也称重沸器）是使液体再一次汽 化。它的结构与冷凝器差不多，不过一种 是用来降温，而再沸器是用来升温汽化。
• 再沸器作用是将塔底液体部分汽化后送回 精馏塔，提供上升蒸汽流 。他和从回流罐 下来的轻组分液相在塔板或填料层上进行 多次部分汽化和部分冷凝，使塔内汽液两 相间的接触传质得以进行，从而使混合物 达到高纯度的分离。
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冷凝器的作用
• 冷凝器作用是提供回流。 • 将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔
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• 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 表面上进行着质量传递过程。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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13
酒精精馏塔中回流、再沸器、冷凝的作用
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回流的作用
• 假若精馏塔没有回流，则精馏塔板上的酒 精由于不断蒸发而逐渐减少，因此塔板上 的酒精浓度逐渐降低，产出量就会降低。
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广东中能酒精有限公司
简单蒸馏
• 用蒸汽加热含有酒精的醪 液，当达到该酒精水溶液 的沸点时，它们便沸腾汽 化，蒸汽中的酒精含量便 高于醪液，亦即醪液减少 较多的酒精和较少的水分 ，若将酒汽冷凝而收集， 则可得到较高浓度酒精的 水溶液，当然醪液中其它 挥发性物质亦混杂在其中 。
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广东中能酒精有限公司
（全凝器：xD = y1 )
3、塔底为什么要有蒸气的回流？ 塔内任一板要进行相际传质、传 热，必须有两相，而塔底只有残 液，无气相，必须引入蒸气，且 满足 y入< ym，则釜残液汽化引入 最方便（再沸器：xw = y入 )
气相和液相的部分回流 是精馏操作的必要条件。
冷凝器condenser
精馏原理3 精
广东中能酒精有限公司
精馏原理
1
广东中能酒精有限公司
有关概念
• 蒸馏：在酒精生产中，将酒精和其它所有的挥发 性杂质从发酵成熟醪中分离出来的过程。
• 精馏：除去粗酒精中杂质，进一步提高酒精浓度 过程 。
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发酵成熟醪的化学组成
• 杂质按挥发性不同可分为： • 不挥发性杂质：酵母菌菌体、不溶性淀粉、短纤
塔顶产品, xD Overhead product
馏
液相回流
段
Liquid reflux
料液, xF Feed
精馏段 Rectifying section