化工原理蒸馏方式讲解
化工原理蒸馏培训课件
化工原理蒸馏培训课件一、蒸馏的基本原理蒸馏是一种常用的分离技术，广泛应用于化工领域。
其基本原理是利用液体的沸点差异，在加热的作用下将混合物中不同沸点的组分分别蒸发和凝结，以实现组分的分离。
在化工生产中，蒸馏通常用于从混合物中提取所需组分，去除杂质或回收溶剂等目的。
二、理想蒸馏和精馏1. 理想蒸馏理想蒸馏是指在无限理论塔板的情况下进行的蒸馏过程。
在理想蒸馏中，混合物在蒸发和凝结过程中可视为处于平衡状态，而且不发生任何物质的扩散和混合。
实际上，理想蒸馏是无法实现的，但它为我们理解蒸馏过程提供了一个很好的模型。
2. 精馏精馏是在实际工业生产中常用的一种蒸馏方法。
在精馏过程中，通过设计和优化塔板的结构和操作条件，以增加蒸发和凝结的效果，使得混合物能够在塔板之间进行多次蒸馏、凝结和液相循环，从而实现更好的分离效果。
三、蒸馏塔的结构和工作原理蒸馏塔是蒸馏过程中最常用的设备之一。
其基本结构包括进料管、塔板、塔板间隔板、冷凝管和顶部和底部的收集器。
蒸馏塔的工作原理是将混合物从塔底加热，将蒸发气体和液相分离，然后通过塔板和间隔板的作用，在各塔板之间进行多次蒸馏和凝结，最后从顶部收集纯净组分。
四、蒸发和凝结的影响因素蒸馏过程中，蒸发和凝结过程的效果直接影响着分离效果和产品纯度。
以下是影响蒸发和凝结的几个主要因素：1. 温度温度是影响蒸发和凝结的关键因素。
通过调节加热温度和冷却温度，可以控制蒸发和凝结的速率和效果，从而实现理想的分离效果。
2. 压力压力对蒸发和凝结的影响与温度相似。
通过调节系统的压力，可以改变组分的沸点和凝结点，从而影响蒸发和凝结的过程和效果。
3. 塔板结构塔板的结构和设计对蒸发和凝结过程有着重要影响。
合理设计的塔板可以提高传质效率，增加蒸发和凝结的表面积，进而提高分离效果。
4. 入料速度和塔底温度入料速度和塔底温度会影响塔内液相的循环和分布。
合理控制入料速度和塔底温度可以提高蒸发效果，减少不良组分的凝结。
化工原理09--蒸馏
层 塔 板上 上层 升塔 蒸板 汽下 的降 组液 成体 间的 的组 关成 系和 下
操 作 线 方 程 的 物 理 意 义 ：
提馏段操作线方程
31
一精馏塔用于分离乙苯-苯乙烯混合物，进料量 3100kg/h，其中乙苯的质量分率为0.6，塔顶、底 产品中乙苯的质量分率分别要求为0.95、0.25。 求塔顶、底产品的质量流量、摩尔流量。
1、保持回馏比恒定 根据精馏段的操作线 方程，其斜率不变。
斜率 =R/R+1
xwe
xw1
xde
xd1
2、保持馏出液组成恒定
因回流比不断增大， 精馏段操作线的截 距不断减小。
63
xwe xw1
xd
第六节
特殊精馏
一、水蒸气蒸馏：
用于易分解而与水又 不互溶，或要求分离 压力不易达到的体系。 d 在分离的气相： P=pA+pw f
47
48
3、逐板计算法求理论塔板数：
平衡关系： y=x/（1+（ -1）x），x=y/（y+ （1-y））
精馏段操作线方程： y=Rx/（R+1）+xD/（R+1）
提馏段操作线方程： y=L’x/（L’-W）+L’xW/（L’-W）
反复使用平衡关系和操作线关系即可求得理论塔板数
y1=xD 平衡关系 精馏段操作线方程 y’1 提馏段操作线方程 y2 x1 x2
组成量的关系满足 杠杆定律。
17
简单蒸馏的计算： 蒸馏釜的生产能力，根据热负荷 和传热能力 计算。 馏出液、残液的浓度与馏出量（或残留量） 之间的关系。
物料衡算 相平衡关系
18
三、简单蒸馏的计算： 在釜内某一瞬时，液体量为W，经微分时间dt 后，残液量为（W-dW），液相组成由x降为 （x-dx），气相组成为y。 对dt时间作易挥发组分的物料衡算： Wx=（W-dW）（x-dx）+ydW dW = dx W y-x 积分限为W=W1，x=x1；W=W2，x=x2， 1、溶液为理想溶液，得： lnW1/W2 =[1/(-1)] ln[x1(1-x2)/x2(1-x1)]+ln[1-x2/1-x1] 由:x1=A1/W1, x2=A2/W2 得:A1/A2=(B1/B2) W1=A1+B1,W2=A2+B2
蒸馏原理与操作技术
蒸馏原理与操作技术蒸馏是一种常用的分离和纯化混合物的方法，它基于不同组分的沸点差异来实现。
蒸馏方法广泛应用于化工、制药、食品加工等领域，在这些行业中起着关键的作用。
本文将介绍蒸馏的基本原理和操作技术。
一、蒸馏原理蒸馏原理基于液体在不同温度下的汽化特性。
当混合物中的液体组分被加热至其沸点时，液体开始转化为气体，气体通过蒸发，然后经过冷凝器冷却成为液体，在冷凝器中收集。
通过连续的汽化和冷凝过程，混合物中的不同组分可以分离出来。
蒸馏基于不同组分的沸点差异，沸点越低的组分越先沸腾。
在蒸馏塔中，通常通过加热底部提供热量，沸腾的液体从底部蒸发上升到塔顶，然后通过冷凝器冷却并收集。
二、常见的蒸馏方法1. 简单蒸馏：适用于沸点差异较大的组分分离。
将混合物加热，液体组分根据沸点顺序蒸发，然后通过冷凝器冷却收集。
但是，简单蒸馏只能分离两个组分，并且不适用于沸点接近的组分。
2. 精馏：适用于沸点接近的组分分离。
精馏通常需要使用精馏塔，塔内设有填料或塔板，以增加表面积和接触效果。
通过多级蒸馏，液体组分可以更加彻底地分离。
3. 溶剂萃取：适用于不同溶解度的组分分离。
将混合物溶解在适当的溶剂中，然后通过加热蒸发溶剂，最终收集溶剂中的目标组分。
4. 水蒸气蒸馏：适用于高沸点的组分分离。
通过将低沸点的水加入混合物中，将目标组分转化为易于蒸发的化合物，然后通过冷凝器进行冷却和收集。
三、蒸馏操作技术1. 控制沸点：在蒸馏操作中，需要根据不同组分的沸点来控制加热温度。
这可以通过调整加热器的功率或者调节加热时间来实现。
2. 控制冷凝温度：冷凝器的冷却效果直接影响到蒸馏的分离效果。
通过调节冷凝器的冷却水流量或者温度来控制冷凝温度，从而获得较高的分离效率。
3. 控制蒸发速率：蒸馏时，需要控制液体的蒸发速率。
如果蒸发速率太快，可能会导致组分的不完全分离；如果蒸发速率太慢，会影响生产效率。
通过控制加热功率、冷凝器效果等来控制蒸发速率。
4. 塔板或填料选择：在精馏中，塔板或填料可以提供更大的接触面积和较长的停留时间，以增加组分之间的质量传递。
《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
蒸馏法细致讲解
蒸馏法是一种常用的分离和纯化化学物质的方法。
其基本原理是利用物质在不同温度下沸点的差异，将混合物分离成不同成分。
蒸馏法的具体步骤如下：
1.准备混合物：将需要分离和纯化的化学物质混合在一起。
2.加热混合物：将混合物加热至其中一种成分的沸点。
这通常需要使用加热器或炉子等设备。
3.蒸发混合物：当混合物达到沸点时，其中的液体成分开始蒸发，并转化为气态。
4.收集蒸汽：通过冷凝器或其他设备，将蒸发的蒸汽收集起来。
这些蒸汽中含有需要分离和纯化的化学物质。
5.冷却混合物：将收集到的蒸汽冷却，使其再次变为液态。
6.收集液体：将冷却后的液体收集起来，这些液体中含有纯化后的化学物质。
7.重复蒸馏过程：如果需要，可以重复以上步骤多次，以进一步提高纯度。
蒸馏法的应用十分广泛，例如在化工、炼油、食品加工、医药等领域中都有重要的应用。
同时，蒸馏法也有一些局限性，例如需要使用大量的能源和设备，并且对于一些难以分离和纯化的化学物质效果不佳。
化工原理蒸馏总结
化工原理蒸馏总结蒸馏是一种重要的化工分离技术，常常用于分离和纯化液体混合物中的组分。
在蒸馏过程中，混合物被加热，其中的组分以不同的速率蒸发并被收集。
本文将介绍蒸馏原理、种类、装置和操作技术。
一、蒸馏原理蒸馏原理是利用混合物中各组分的沸点差异进行分离。
具体而言，将混合物加热至其中一个或多个组分沸点时，该组分开始蒸发并进入凝集器，在凝集器内冷却后形成液体，蒸发过程通常在分馏塔中进行。
分馏塔通常采用返流方式，即收集在凝集器中的液体会回流至塔底，从而使组分蒸发和凝结的过程反复进行，提高分离效率和纯度。
二、蒸馏种类1.简单蒸馏：只有一次加热和凝结，适用于沸点差异较大的混合物。
简单蒸馏最常用于实验室中的小规模分离。
2.分批蒸馏：混合物被分成若干批加热，每一次仅收集沸点范围为数度的组分，适用于沸点接近或相同的混合物分离。
3.连续蒸馏：在分馏塔中设置多个板，将原液缓慢注入至塔顶，组分随着升降器在板面上不断地蒸发和凝结，最后被分离收集。
三、蒸馏装置1.简单蒸馏装置：包括加热器、蒸发瓶、冷却器和收集瓶。
3.连续蒸馏装置：包括塔体、加热炉、进料装置、平衡器、返流器、凝结器和收集器。
四、蒸馏操作技术1.操作前应根据混合物的性质和成分选择合适的分离方式、设备和操作条件，并检查设备的密封性能和安全装置。
2.加热速度应适宜，避免组分的猝发和塔内液面过高。
3.控制返流比，根据需要和塔板数调整返流量。
4.操作中应保持塔内压力稳定，以免影响组分蒸发和凝结速率。
5.根据需要调整塔的加热区温度，以提高蒸发速率和分馏效率。
总之，蒸馏是一种基本的化工分离技术，可以有效地分离有机混合物、水和溶剂等液体混合物中的组分，并可用于大规模产业生产和实验室小试。
因此，蒸馏技术的掌握是化工工作者必备的专业技能之一。
化工原理下平衡蒸馏
环保要求的不断提高将推动平衡蒸馏技术向更加绿色、环保的方向 发展，如采用更环保的溶剂、优化能源利用等。
多元化发展
随着市场需求的多样化，平衡蒸馏技术将不断拓展应用领域，如生物 医药、新能源等领域。
面临挑战及解决策略
能源消耗大
传统平衡蒸馏技术能源消耗较大，不符合绿色发展趋势。
设备投资高
高性能的蒸馏设备投资成本较高，增加了企业经济压力。
面临挑战及解决策略
• 操作技术要求高：平衡蒸馏操作技术要求较高，需要专业 的技术人员进行操作和维护。
面临挑战及解决策略
加强技术创新
通过研发新的节能技术和设备，降低能源消耗和 物耗。
优化设备设计
通过优化蒸馏塔结构和设备设计，降低设备投资 成本和提高生产效率。
加强人才培养
加强专业技术人才的培养和引进，提高操作技术 水平和管理水平。
资源回收
平衡蒸馏技术还可以应用于资源回收领域。例如，从废旧 塑料、橡胶等材料中回收有价值的化学品或燃料等。
06
平衡蒸馏技术发展趋势与挑战
技术创新点及优势分析
高效分离技术
通过优化蒸馏塔结构和操作条件，提 高组分分离效率。
节能降耗技术
采用先进的节能设备和工艺，降低蒸 馏过程能耗和物耗。
技术创新点及优势分析
轻组分被蒸汽带至塔顶，经冷 凝器冷凝后部分回流，部分作
为产品采出。
重组分在塔底富集，经再沸器 加热后提供上升蒸汽，维持塔 内气液平衡。
通过调节回流比、加热量等操 作参数，实现不同组分的分离 。
设备性能评价指标
分离效率
衡量设备对原料液中不同组分 的分离程度。
产品纯度
反映设备生产出的产品的纯净 度。
热效率
化工原理蒸馏
化工原理蒸馏
蒸馏是一种重要的化工分离方法，利用物质的不同挥发性使其分离纯化。
蒸馏过程中，液体组分根据其挥发性差异在加热的条件下先蒸发，然后再经过冷凝回收成液体。
在蒸馏过程中，会产生不同的馏分，从而实现物质的分离和纯化。
在蒸馏中，首先将混合物加热至使其中的较易挥发组分蒸发并进入冷凝器，然后通过冷却将其转化为液体并收集。
而不易挥发的组分则在蒸馏瓶中富集，进一步提高纯度。
这样通过连续蒸发和冷凝，直到从混合物中逐渐分离出所需的纯组分。
蒸馏技术在石油、化工、制药等领域具有广泛的应用。
例如在石油炼制过程中，原油经过初次蒸馏分离得到不同沸点范围的馏分，例如天然气、汽油、柴油、液化石油气等。
而在制药过程中，蒸馏被用来纯化药物原料以去除杂质。
蒸馏的效率取决于诸多因素，包括温度、压力、液体性质和设备设计等。
不同的物质对于温度和压力的要求也不同，因此需要根据实际情况进行调整。
同时，蒸馏设备的设计也会影响蒸馏效率，例如塔板和填料的选择。
总之，蒸馏是一种重要的化工分离技术，能够实现混合物中的组分分离和纯化。
它在石油、化工、制药等领域具有广泛应用，并且可以根据具体情况进行调整以达到最佳效果。
化工原理6.3 蒸馏方式
6.3 蒸 馏 方 式
（3）传质：当第二级中间馏分的液相（ ，′ ， ）与第一级所产生的气相（ ，
， ）直接混合时，气相和液相处于不平衡关系，将进行气液两相传质。
液相组成′ > （气相组成的平衡组成），相际传质方向A组分从液相转移到
气相，同时B组分从气相转移到液相。从而产生新的平衡气相（ ， ， ），气相
点温度为 ；离开下层板的气相露点温度为 ，液相的泡点温度为 。试按从大到小
的顺序将以上4个温度排列。（ = > = ）
级的气相（气相回流）。
（5）工业上在塔器内完成上述流程。
′
2′
第1级
第2级
2′
1
2
2′
′
6.3 蒸 馏 方 式
6.3.3.3
连续精馏装置流程
1.连续精馏的主要装置
（1）精馏塔（板式塔或填料塔）
A：加料板（进料板）：原料液进入的那层Leabharlann 板B：精馏段：加料板以上的塔段
C：提馏段：加料板以下（包括加料板）的塔段
液体混合物分离从而获得高纯度产品。
分离器
分离器
平衡冷凝
平衡汽化
第1级
第2级
第1级
第2级
6.3 蒸 馏 方 式
6.3.3.1 多次部分汽化、部分冷凝
（1）第一级：
将原料（ ）加热至温度 ，料液部分汽化，生成平衡的汽液两相。
气相量： ；气相组成： ，
液相量：′ ；液相组成： 。
> >
2′
1
2
第1级
第2级
2′
′
6.3 蒸 馏 方 式
（2）第二级上半部分：
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
加热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
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
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
化工原理6蒸馏
化工原理6蒸馏1. 简介蒸馏是一种常用的分离技术，特别适用于液体混合物的分离。
在化工工业中，蒸馏被广泛应用于石油炼制、化学品生产、药品制造等领域。
本文将介绍蒸馏的原理、工艺和常见设备。
2. 蒸馏的原理蒸馏的原理基于不同物质的沸点不同。
蒸馏过程中，液体混合物被加热至其中物质的沸点，使其蒸发，并在蒸馏塔内上升。
然后，蒸汽与冷凝器中的冷却介质接触，将蒸汽重新变为液体，实现分离。
较挥发性的物质将优先蒸发，而较不挥发性的物质较晚蒸发。
3. 蒸馏的工艺蒸馏的工艺包括以下几个步骤：3.1 加热液体混合物首先，将液体混合物加热至其中物质的沸点。
加热可以使用多种方式，如蒸汽加热、火焰加热或电加热。
3.2 蒸发当液体混合物被加热至其中物质的沸点时，液体开始蒸发，生成蒸汽。
蒸汽随后在蒸馏塔内上升。
3.3 冷凝蒸汽在蒸馏塔顶部进入冷凝器，与冷凝介质接触，冷凝成液体。
冷凝过程中，将产生副产物和所需产品。
3.4 分离通过不同组分的沸点差异，液体混合物在冷凝过程中实现分离。
较挥发性的物质先冷凝，较不挥发性的物质则较晚冷凝。
3.5 收集产品经过分离后，所需产品被收集。
副产物通常会单独收集和处理。
4. 蒸馏设备蒸馏设备是实现蒸馏过程的关键。
常见的蒸馏设备包括以下几种：4.1 蒸馏塔蒸馏塔是蒸馏过程中最重要的设备之一。
它通常由一个筒体和多个板或填料组成。
液体混合物从塔底部进入，通过逐个板或填料的交替进行蒸发和冷凝。
这种连续的蒸发和冷凝过程最终实现了分离。
4.2 冷凝器冷凝器用于将蒸汽冷凝为液体。
它通常由管道和冷却介质组成，如水或空气。
冷凝器可以采用不同的结构，如冷却管、换热器或冷凝室。
4.3 加热器加热器用于加热液体混合物，将其加热至其中物质的沸点。
加热器可以采用不同的形式，如蒸汽加热器、电加热器或火焰加热器。
4.4 分离精馏塔分离精馏塔是一种特殊的蒸馏设备，用于实现高效的分离。
它通常由多个塔板或填料层组成，可以通过不同的蒸馏段和冷凝器段实现精馏。
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(液体蒸馏)
第1章蒸馏1.1 概述蒸馏：分离液体混合物的典型单元操作。
分离的依据：通过加热造成气、液两相物系，利用物系中各组分挥发度不同的特性。
易挥发组分：沸点低的组分。
难挥发组分：沸点高的组分。
1.蒸馏分离的特点① 直接获得所需要的组分（产品），操作流程简单；② 应用广泛，即可分离液体混合物，也可分离气体混合物；③ 能量消耗大，高压、真空、高温或低温等的技术问题限制。
2.蒸馏过程分类① 按操作流程：间歇蒸馏和连续蒸馏。
② 按蒸馏方式：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏。
③ 按操作压强：常压、减压和加压蒸馏。
④ 按混合物中的组分数：两组分精馏和多组分精馏。
常压下两组分连续精馏的原理和计算方法。
1.2 两组分溶液的汽液平衡1.2.1 两组分理想物系的汽液相平衡1.相律相律是研究相平衡的基本规律。
表示平衡物系中的自由度数、相数、独立组分数之间的关系，即F=C-P+2式中 F —自由度数；C —独立组分数；P —相数。
2—外界条件只有温度、压强可以影响物系的平衡状态。
两组分的汽液平衡一定压强下的t —x （或y ），x —y 的函数关系或相图表示。
汽液平衡数据可由实验测定，也可由热力学公式计算。
2.两组分理想物系的汽液平衡函数关系（汽液相组成与平衡温度间的关系）⎭⎬⎫⎩⎨⎧道尔顿分压定律气相为理想气体，遵循拉乌尔定律液相为理想溶液，遵循理想物系 1）用饱和蒸汽压和相平衡常数表示汽液相平衡()安托尼常数，查手册。
—、、）方程表示，即（的关系通常可用安托尼和温度纯组分的饱和蒸汽压表示，即若用相平衡常数露点方程—相可视为理想气体，即当外压不高时，平衡气泡点方程—蒸汽压之和，即方的总压等于各组分的当溶液沸腾时，溶液上难挥发组分—易挥发组分—C B A Ct B A p Antoine t p pp K x K y K p p p p p p x p p p p y p p p p x p p p B A x p x p p x p p A A AA A BA B A A A A A BA B A BA A BB B B AA A +===--===--=+=-===-lg 1000000000000002）用相对挥发度表示的汽液相平衡关系纯液体的挥发度：液体在一定温度下的饱和蒸汽压。
化工原理蒸馏教案
化工原理蒸馏教案一、引言蒸馏是化工过程中一种重要的分离技术，广泛应用于石油化工、化学制药、食品工程等领域。
本教案将介绍蒸馏的原理及其在化工生产中的应用。
二、蒸馏原理蒸馏是通过物质的沸点差异来实现组分分离的过程。
基本原理是将混合物加热至其组分沸点，从而使其液体成为气体，然后再冷凝回液体。
由于不同组分的沸点不同，通过控制温度，可以实现组分的分离。
三、蒸馏设备1. 蒸馏塔蒸馏塔是蒸馏过程中最常用的设备。
它通常由塔体、填料、板层等组成。
填料和板层可以提供大量的表面积，增加气液接触，促进分离效果。
2. 冷凝器冷凝器用于将蒸发的气体冷凝回液体。
常用的冷凝器有直接冷凝器和间接冷凝器两种。
3. 凝汽器凝汽器将来自冷凝器的液体蒸汽再次冷凝，以便回收和利用。
四、常见的蒸馏方法1. 连续蒸馏连续蒸馏操作简便，适用于大规模生产。
它主要包括简单蒸馏和精馏两种形式。
2. 批次蒸馏批次蒸馏适用于小规模生产和实验室研究。
该方法要求将整个操作分为多个步骤，通过控制温度和压力来实现组分的分离。
五、蒸馏应用案例1. 石油精炼蒸馏在石油精炼中起着至关重要的作用。
通过蒸馏，可以将原油分离为不同碳链长度的烃类。
这些烃类在不同温度下的沸点不同，因此可以通过蒸馏设备将其分离。
2. 酒精提纯酒精提纯是通过蒸馏来去除杂质的过程。
通过加热和冷凝，可以将酒精蒸汽与杂质分离。
3. 染料生产染料的生产往往需要对反应产物进行分离和纯化。
蒸馏可以有效地实现不同组分的分离，提高染料的纯度。
六、实验操作建议1. 实验前需准备好所需的蒸馏设备，确保其完好无损。
2. 按照实验方案进行操作，注意控制温度和压力，避免产生意外。
3. 实验结束后，及时对蒸馏设备进行清洁和维护，以保证下次实验的顺利进行。
七、注意事项1. 在进行蒸馏实验时，需采取安全措施，避免接触高温物体和有毒气体。
2. 实验者应熟悉蒸馏设备的操作规程和相关安全知识。
3. 在处理蒸馏产物时，应采取适当的环保措施，将废液进行合理处理。
化工原理之蒸馏培训课件
化工原理之蒸馏培训课件1. 蒸馏的基本原理蒸馏是一种通过控制液体的汽化和冷凝来分离混合物的常用技术。
在蒸馏过程中，通过对混合物加热，使其蒸发，然后将蒸汽通过冷凝器冷凝，生成纯净的组分。
1.1 蒸馏的基本过程蒸馏可以分为以下几个基本过程： - 加热：将混合物加热到使其中的易挥发组分蒸发的温度。
-蒸发：易挥发组分随着蒸汽脱离混合物。
- 冷凝：将蒸汽通过冷凝器冷凝成液体。
- 收集：将冷凝后的液体收集。
1.2 蒸馏的作用蒸馏技术可以用于以下几个方面： - 分离纯净组分：通过蒸馏，可以将混合物中的组分分离出来，得到纯净的单一组分。
- 浓缩液体：通过蒸馏，可以将溶液蒸发浓缩，得到更浓的溶液或者固体。
- 去除杂质：通过蒸馏，可以将混合物中的杂质分离出去，得到纯净的物质。
2. 蒸馏的分类根据不同的实际应用和具体工艺条件，蒸馏可以分为以下几种分类：2.1 常压蒸馏常压蒸馏是一种在大气压下进行的蒸馏过程，常用于液体分离和某些化学反应的应用中。
常压蒸馏的特点是操作简单，但分离效果较差。
2.2 精馏精馏是一种利用物料在不同温度下汽化和冷凝的特性进行分离的技术。
精馏相对于常压蒸馏来说，可以得到更高纯度的产品。
精馏过程中，通常会采用多个分馏塔，每个分馏塔的操作压力和温度都不同。
2.3 水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏是一种利用水蒸气的汽化和冷凝过程进行分离的技术。
水蒸气蒸馏广泛应用于精制石油产品、生物制药、食品加工等领域。
水蒸气蒸馏可以提高分离效果，得到更高纯度的产品。
3. 蒸馏的设备和操作在蒸馏过程中，涉及到一些常用的设备和操作方法。
3.1 蒸馏塔蒸馏塔是进行精馏蒸馏的主要设备，常用于分离液体混合物。
蒸馏塔通常由填料层和塔板组成，通过塔板和填料的结构，可以增加液体和气体之间的接触面积，提高分离效果。
3.2 冷凝器冷凝器是将蒸汽冷凝成液体的设备，常用于蒸馏过程中收集纯净组分。
冷凝器通常采用冷却水循环或冷却剂来降低蒸汽的温度并冷却。
化工原理蒸馏
化工原理蒸馏
蒸馏是一种常用的分离技术，在化工工艺中广泛应用。
它通过利用液体混合物的不同沸点差异，将液体混合物分离成组成相对纯净的组分。
蒸馏过程中，液体混合物首先被加热至使得其中组分开始蒸发。
蒸气进入蒸馏塔，通过与冷凝在塔顶的冷却介质接触，发生冷凝，而后与塔内回流液体混合物进行质量和热量的交换。
这种热量和质量的交换使得高沸点组分向下方下降，而低沸点组分则向上升腾。
在蒸馏塔的上部，收集到的冷凝液体称为顶产物，中间的蒸馏液称为塔底产物。
通过逐步加热混合物，我们可以连续地收集不同沸点组分，并达到分离的目的。
在进行蒸馏操作时，需要考虑几个重要因素。
首先是选择适当的塔设计。
蒸馏塔的设计取决于混合物的性质和所需分离的组分。
其次是控制好供热的方式和力度，以确保达到适当的沸点差，使得分离过程更为高效。
此外，在实际操作过程中，还需要对蒸馏塔进行不断的操作和参数调整，以达到最佳的分离效果。
蒸馏作为一种常用的分离技术，在石油、化工等行业得到广泛应用。
通过蒸馏可以分离出石油中的汽油、柴油等燃料，也可以分离出化学反应中产生的不同组分。
不仅如此，蒸馏还可用于酒精的提取、水的纯化等领域。
总之，蒸馏是一种重要的分离技术，通过利用液体混合物的沸点差异，实现组分的有效分离。
在化工工艺中的广泛应用使得蒸馏具有重要的实际意义和理论价值。
化工原理学--蒸馏
化工原理学–蒸馏引言蒸馏是化工过程中常用的一种分离技术，通过对混合物进行加热使其产生蒸汽，再将蒸汽冷凝得到纯净物质的方法。
在化工领域，蒸馏广泛应用于石油和化学工业中，用于分离液体混合物中的组分。
蒸馏原理蒸馏是基于物质的不同沸点而进行的分离技术。
在一种混合物中，不同成分具有不同的沸点，通过加热可以将低沸点成分转变为蒸汽，然后再通过冷凝将蒸汽转变为液体，从而实现纯度较高的分离。
在蒸馏过程中，需要一个蒸馏塔来进行操作。
蒸馏塔通常由一个加热器、塔板和冷凝器组成。
混合物首先被加热，在塔板上产生蒸汽。
蒸汽在塔板上与冷凝液进行接触，使其冷凝并收集。
这样，高沸点成分留在塔板上，而低沸点成分则以蒸汽的形式进入上层。
通过逐层重复这个过程，可以实现对混合物中各成分的分离。
蒸馏的分类蒸馏可以根据不同的条件和原理进行分类。
常见的蒸馏方法包括常压蒸馏、减压蒸馏、真空蒸馏等。
1.常压蒸馏：常压蒸馏是在常压条件下进行的蒸馏过程。
常压蒸馏适用于沸点较低的液体混合物，其中低沸点成分可以轻松转化为蒸汽。
2.减压蒸馏：减压蒸馏是在降低环境压力的条件下进行的蒸馏过程。
通过降低环境压力，可以使高沸点成分在较低温度下转化为蒸汽，从而减少热量的需求。
3.真空蒸馏：真空蒸馏是在低于大气压的条件下进行的蒸馏过程。
真空蒸馏适用于高沸点液体或易分解的物质，可以避免在较高温度下进行加热，从而减少热敏感成分的损失。
蒸馏的应用蒸馏作为一种常用的分离技术，广泛应用于石油炼制、化学工业、食品工业等领域。
1.石油炼制：蒸馏在石油炼制过程中起到了至关重要的作用。
通过蒸馏，可以将原油中的各种成分分离出来，例如汽油、柴油、润滑油和残渣等。
这种蒸馏过程被称为石油精馏。
2.化学工业：在化学工业中，蒸馏被广泛用于分离和纯化化学品。
例如，通过蒸馏可以从反应产物中分离出目标产品，并去除杂质。
3.食品工业：蒸馏也在食品工业中得到应用。
例如，酿酒过程中的蒸馏可以用于分离酒精和水，从而提高酒精的浓度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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