化工原理蒸馏方式讲解
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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
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
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
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
Fx F
Dy Wx
2个方程
F xF 高温
相平衡关系: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
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
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。
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
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
§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
Βιβλιοθήκη Baidu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
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
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
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
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
Fx F
Dy Wx
2个方程
F xF 高温
相平衡关系: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
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
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。
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
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
§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
Βιβλιοθήκη Baidu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