9.3平衡蒸馏与简单蒸馏

分凝器 （部分冷凝器）与 闪蒸器的作用比较
D F 1 q y
闪蒸器（平衡蒸馏）
F , xF
te2
加热器达 到过热
T
减压阀
闪 te2蒸 器
分凝器(segregate implement)
W qF te2 x
D F 1 q
F , y0
t e1 t e1
t e1
y
W qF x
2018/11/6 第 9 章 液体精馏 3
2、平衡蒸馏的热量衡算 首先确定原料加热温度T 已知：F、xf 、to ，规定 y 或者 x ，即规定了 te 总物料降温的显热=部分物料汽化的潜热
kmol / s
te
器闪 蒸
te为闪蒸温度，1-q为汽化率，r为te下的
汽化潜热。
解决问题的过程中，用到 过程特征方程：
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第 9 章 液体精馏
1
9.3 平衡蒸馏和简单蒸馏 9.3.1 平衡蒸馏
平衡蒸馏的流程 平衡蒸馏分离的原理
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第 9 章 液体精馏
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平衡蒸馏的数学描述 1、物料衡算
F D W Fx f Dy Wx
kmol / s
te
闪 蒸 器
D xf x F y x xf x y x
（2）作简单蒸馏时，汽相产物的平均组成及残液组成。 解： （1）平衡蒸馏 1 2
3 xF q 2/ 3 0.7 y x x q 1 q 1 2/ 3 1 2/ 3 1
q 1
3

x 2.47x y 1 1x 1 1.47x
解得：y=0.816 ; x=0.642
2018/11/6 第 9 章 液体精馏 9
y 2 x 2.10
（2）简单蒸馏
1 x2 1 0.7 ln1.5 ln 2.47 ln 1.47 x 2 1 0.7
解得：x2=0.633
W1 1 1.5 2 W2 3 W1 1 x2 1 x1 ln ln ln W2 1 x 2 1 x1
D W1 W2
yW1 W2 W1 x1 W2 x 2
2018/11ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ6
第 9 章 液体精馏
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例：平衡蒸馏与简单蒸馏的比较
将含苯为 0.7 （摩尔分数，下同），甲苯 0.3 的溶液加热汽化，汽 化率为 1/3 。已知物系的相对挥发度为 2.47 ，试计算：
（1）作平衡蒸馏时，汽相与液相产物的组成；
te
yW1 W2 W1 x1 W2 x 2
2 0.7 0.633 W1 x1 W 2 x 2 3 y 0.834 2 W1 W 2 1 3 （1）平衡蒸馏 原因是：简单蒸馏始终在最低（泡点） 的温度下操作，相对挥发度比较大，即 解得：y=0.816 ; x=0.642 在较低的温度下，重组分不易挥发，故 2018/11/6 10 第 9 章 液体精馏 所汽化的组分中轻组分浓度大。
（1）相平衡方程 y=f(x) （2）泡点方程 te=φ(x) 或者露点方程 te=ψ(y)
2018/11/6 第 9 章 液体精馏 4
平衡蒸馏过程计算的图解法
q q 1
x
f
,xf

( xe , ye )
x
f
,xf

可分为两种情况：
1、指定了 x f、 1 q 交点e(得到x, y) te
第 9章 液体精馏（16学时）
第2讲： 9.3 平衡蒸馏和简单蒸馏 平衡蒸馏过程的计算、 简单蒸馏过程的数学描述、简单蒸馏过程的计算、 平衡蒸馏过程与简单蒸馏过程的比较。 9.4 精馏 精馏操作的原理。 全塔物料衡算—— 精馏产品的分配。 精馏过程的数学描述： 单块塔板的物料衡算及热量衡算与简化——恒摩尔流的导出。
2、 指 定 了 x（ 或 者 y) te q 由e点 和f点 得 到 斜 率 ， 即 的 值 q和1 q q 1
2018/11/6 第 9 章 液体精馏 5
9.3.2 简单蒸馏
简单蒸馏的流程
简单蒸馏的原理
x
xf
随着蒸馏时间的延长，釜内的泡点温度升高，釜内液相组成减小，相应地蒸汽的 组成减小。
D 定义： 1 q F
q--------为液相产物占原料的分率。 1-q 为汽化率
1 q
1
x 2 相平衡关系： y 1 ( 1) x
命题： （1）已知：F、xf ，规定 1-q （即D、W） ，求：y、x 。
（2）已知：F、xf ，规定 y 或者 x ，求： 1-q （即求D、W）。
2018/11/6 第 9 章 液体精馏 6
简单蒸馏过程的数学描述
起初釜内： W1 , x1
蒸馏结束时，釜内： W2 , x2
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第 9 章 液体精馏
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简单蒸馏过程的数学描述
W1 A1 B1
W2 A2 B2
A1 B1 A2 B 2

其作用等价于一次平衡蒸馏
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若 : xF y0 , te 2 te1 , 则分离效果？
第 9 章 液体精馏 11
若 : xF y0 , te 2 te1 , 则分离效果？
TB ,b
TA,b
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第 9 章 液体精馏
9.3完
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