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.ppt

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....ppt2017-3-16 第 9 章液体精馏 1 第2讲: 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。 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。第9章液体精馏(16学时) 2017-3-16 第 9 章液体精馏 2 平衡蒸馏和简单蒸馏 平衡蒸馏平衡蒸馏的流程平衡蒸馏分离的原理 2017-3-16 第 9 章液体精馏 3 xy xxF D f???平衡蒸馏的数学描述 1、物料衡算闪蒸器 ets kmol / Wx Dy Fx WDF f????qF D??1 定义: q-------- 为液相产物占原料的分率。 1- q 为汽化率 qxy xx f????1?? 1x xy)1(1?????相平衡关系: ?? 2 命题: (1)已知: F、x f,规定 1- q (即D、W),求: y、x 。(2)已知: F、x f,规定 y 或者 x ,求: 1- q (即求 D、W)。 2017-3-16 第 9 章液体精馏 4 2、平衡蒸馏的热量衡算首先确定原料加热温度 T 已知: F、x f、t o ,规定 y 或者 x ,即规定了 t e 总物料降温的显热=部分物料汽化的潜热 t e为闪蒸温度, 1-q 为汽化率, r 为t e下的汽化潜热。解决问题的过程中,用到过程特征方程: (1)相平衡方程 y=f(x) (2)泡点方程 t e=φ(x) 或者露点方程 t e=ψ(y) 闪蒸器 ets/ kmol 2017-3-16 第 9 章液体精馏 5 平衡蒸馏过程计算的图解法?? ffxx,qqq q fe tyx e????11 )2和的值点得到斜率,即点和由(或者、指定了 1?q q?? ffxx, ),( eeyx e ftyxeqx???),(11 得到交点、、指定了可分为两种情况: 2017-3-16 第 9 章液体精馏 6 简单蒸馏简单蒸馏的流程简单蒸馏的原理 fx x 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。 2017-3-16 第 9 章液体精馏 7 11,xW 起初釜内: 22,xW 蒸馏结束时,釜内: 简单蒸馏过程的数学描述 2017-3-16 第 9 章液体精馏 8 111BAW?? 222BAW???????????? 2 12 1B BA A 21W W D???? 221121xW xW W Wy???简单蒸馏过程的数学描述 2017-3-16 第 9 章液体精馏 9 例:平衡蒸馏与简单蒸馏的比较将含苯为 (摩尔分数,下同),甲苯 的溶液加热汽化,汽化率为 1/3 。已知物系的相对挥发度为 ,试计算: (1)作平衡蒸馏时,汽相与液相产物的组成; (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 3 23 11???q13/2 3/211????????xq xxq qy F 10 .22???xy?? x xx xy47 .11 47 .211???????解得: y= ; x= 2017-3-16 第 9 章液体精馏 10 (2)简单蒸馏 2 1 2 1??W W????????????? 1 2 2 1 2 11 1 ln ln1 1 lnx xx xW W?????????????? 1 ln47 .2 ln47 .1 ln 2 2xx解得: x 2 = ?? 221121xW xW W Wy???834 .03 21 633 .03 21 2211????????W W xW xWy(1)平衡蒸馏解得: y= ; x= et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,即在较低的温度下,重组分不易挥发,故所汽化的组分中轻组分浓度大。