化工原理蒸馏方式讲解

F
W
D
F
B
2个方程
F,xF
y
x
D, xD
W,XW 3个未知数
加热
A
XW
xF
xD
x或 y
二、简单蒸馏
（2）微分物料衡算式：
设某一时刻釜液量为L，kmol，组 成为x，与之平衡的汽相组成为y。
设经微分时间段d 后，蒸出的釜液 量为dL。在d 时间内对易挥发组分A 作物料衡算，（参考课本）有：
dW y
Wx
F D W
F系：y D
xW 1 ( 1)xW
1个方程
高压
杠杆原理：
W x x D y x 定义：
F
W
D
F 液相分率 q L
F
汽相分率 f V F
D yD
P t
W xW
t B
xW
xF
x或y
A yD
例1：
在常压下对两组分进行平衡蒸馏，xF=0.5，气化率为60% 常压下该混合液的平均相对挥发度为2.16。试求：釜残液组 成和馏出液的组成
单蒸馏的最终温度相同，则简单蒸馏与平衡蒸馏相比： 分离效果如何？产品量孰大？
t
答：简单蒸馏分离效果好，但产量小。
B
A
x2
x1=x1xF
x或y
yD xD
为什么利用多次简单蒸馏或多次平衡蒸馏操作 能耗大！
实现物系的高纯度分离是不经济的?
设备投资大！
产品量小！
W1,x1
y x 加热
WD, xD
简单蒸馏
W1,x1
yt
提
L
馏
段
平衡级
冷凝器
馏出液
回流
理论板(平衡级)
加料板
t, x
y0 T0
V
再沸器 釜液
二、简单蒸馏
流程及特点：
特点： ①间歇、不稳定 ②分离程度不高
简单蒸馏 平衡蒸馏 精馏
t B
y2 WWx 21xx21
加热
WD, xD
x2
x1
x或y
A
yx2 yD1
二、简单蒸馏
2．物料衡算
(1)宏观物料衡算：
F W D
Fx F
Wx w
Dx D
杠杆原理：
t W x x D x x
y x 加热
WD, xD
简单蒸馏
V yD
P
F xF
t
高温
高压
L xW
平衡蒸馏
V yD
P
F xF
t
高温
高压
L xW
平衡蒸馏
W1,x1
y x 加热
WD, xD
简单蒸馏
V yD
P
F xF
t
高温
高压
L xW
平衡蒸馏
三、平衡级和精馏原理
1．平衡级定义 又称接触级
使不平衡的汽液两相（汽相 温度高、液相温度低）经过足够 长时间充分接触，离开时，汽液 两相达到了平衡，这个过程称为 平衡级。
加热
F
x1 dx
ln
W 2 x2 y x
x
对理想物系 y
1 ( 1)x
ln F W
1 1
ln
x1 x2
ln
1 1
x2 x1
二、简单蒸馏
若平衡关系不符合上述公式，则； 1）若平衡曲线用曲线或表格表示时，用图解积分或数值 积分法； 2）若平衡曲线为直线y=mx+b时，则可得：
ln F 1 ln (m 1)x1 b W m 1 (m 1)x2 b
饱和液相
x0 t0 L
y V t
y y0
B
t-y
T0
t t-x
t0
x
y0 x0 y
B
接触级
A
x x0
A x L t
y0 T0 V 饱和汽相
T0 >t0
三、平衡级和精馏原理
2．精馏原理及设备
精馏是利用回
流手段、经过多 次平衡级过程， 使物系实现高纯 度分离的操作。
平衡级
精
馏
平衡级
段
进料
x0 t0
对于易挥发组分的平均组成 Dy=FxF-WxW
例2：
在常压下对两组分进行简单蒸馏，xF=0.5，气化率为60% 若简单蒸馏与例一平衡蒸馏的操作温度与的最终温度相同， 常压下该混合液的平均相对挥发度为2.16。试求：釜残液组 成和馏出液的平均组成
思考： 在操作压力、原料相同的条件下(x1=xF )，若平衡蒸馏的操作温度与简
§9. 3 蒸馏方式 一、平衡蒸馏 二、简单蒸馏 三、平衡级和精馏原理
§9. 3 蒸馏方式
一、平衡蒸馏 又称闪蒸 1． 流程及特点
特点：①连续、稳定，
t
②分离程度不高。D yD
B
P
F xF
t
高温
高压
W xW
简单蒸馏 平衡蒸馏
精馏
xW
xF
x或y
A yD
二、平衡蒸馏
2．平衡蒸馏的计算 总物料衡算：
3个未知数