精馏与精馏原理PPT.ppt

组员：零梅妹 朱喜迎 尚赟 李桂浩 赵兴云 罗世波 农雄机 黄勇胜,第六章 精馏,1.气液相平衡 1.1 定义 1.2 两组分理想溶液的气液平衡相图 1.3 气液相平衡关系2.精馏原理和流程装置 2.1 精馏的定义 2.2 精馏原理 2.3 精馏流程装置（1）连续精馏流程（2）间歇精馏流程,1.气液相平衡,1.1 定义平衡状态：在一定压力和温度下，当吸收和解吸速率相等时，气液两相达到平衡。气液相平衡关系：在一定的温度和压力条件下，吸收过程中气液两相达到平衡时，吸收质在气相和液相中的浓度关系,1.2 两组分理想溶液的气液平衡相图,气液平衡用相图来表达比较直观、清晰，应用于两组分精馏中更为方便，而且影响精馏的因素可在相图上直接反映出来。精馏中常用的相图为恒压下的温度组成图和气相、液相组成图。,1.2.1 恒压温度组成（t-x-y）图,苯甲苯混合液的t-x-y图,a.以t为纵坐标，以x或y为横坐标。b.t液相沸点温度，xA液相组成，yA与液相成平衡的气相组成.c.上曲线为t-y线，也称为饱和蒸气线（露点线）。d.下曲线为t-x线，也称为饱和液体线（泡点线）,1.2.2 x-y图,苯甲苯混合液的x-y图,a.以x（气相或液相的浓度）为横坐标，y（温度）为纵坐标 b.曲线表示液相组成与之平衡的气相组成间的关系。c.对角线x=y的直线,作查图时参考用。d.平衡线位于对角线上方,1.2.3 压力-组成图用法：在水平线上，P总为系统气相的压，xA为系统液相组成，yA为与xA成平均的 液相组成。,【说明】气液相平衡是一种动态平衡。,气液相平衡示意图,x,y,1.3 气液相平衡关系1.3.1 用饱和蒸汽压表示气液平衡关系 理想溶液的气液平衡关系 遵循拉乌尔定律：pA=pA xA pB=pBxB=（1x A）p溶液上方组分的平衡分压，Pa；p在溶液温度下纯组成的饱合蒸气压，Pa；x溶液中组成的摩尔分率。,溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和，即 P总=pA+pB当压力104Kpa时，双组分气相可视为理想气体，据道尔顿分压定律 此式为用饱和蒸气压表示的气液平衡关系。,1.3.2 用相对挥发度表示的气液平衡关系,挥发度：组分在气相中的分压与平衡液相中的摩尔分率之比。即：A组分挥发度：B组分挥发度：,对于理想溶液，因符合拉乌尔定律，则有 A=pA0 B=pB0,在精馏操作中，为了判断两组分离的难易程度，用相对挥发度表示，即两组分的挥发度之比，即：,愈大，A、B两组分愈容易分离；=1不能用普通精馏分离。,对理想溶液：以道尔顿分压定律代入，得：由双组分组成关系式：yB=1-yA、xB=1-xA代入，得：,此式称为以相对挥发度表示的气液平衡方程,2.精馏原理和流程装置2.1 精馏的定义根据液体混合物中各组分挥发性的差异，通过多次的部分气化和部分冷凝，使液体混合物得到比较彻底的分离的传质操作过程。区别于蒸馏：蒸馏：仅进行一次部分气化和部分冷凝。,2.2 精馏原理,2-1 精馏基本原理 简单蒸馏是单级分离过程，对溶液只进行一次部分气化；精馏是对混合液同时进行多次部分气化和部分冷凝相结合的操作。,精馏中的两个重要概念：轻组分：挥发性高的组分（沸点低的组分）重组分：挥发性低的组分（沸点高的组分）,液体混合物经过多次部份汽化后可变为高纯度的难挥发组分。气体混和物经过多次部分泠凝后可变为高纯度的易挥发组分。,2-2 精馏原理 回流塔顶液相回流和塔底汽相回流，为偏离衡的气液相在塔内各板上提供了接触条件，实现了气液相间的质量传递。,V2与L0是偏离平衡的气液相，在塔板上接触，进行质量传递，浓度变化趋向于平衡组成。,传质推动力,热量传递过程 液体汽化所需热量由蒸汽冷凝提供。过程控制 精馏过程速率由传质过程控制。,传质方向易挥发组分：液相汽相；难挥发组分：汽相液相。易挥发组分沿塔高方向增加，而温度沿塔高方向降低。,2.3 精馏流程装置,精 馏 塔,再沸器,冷凝器,1、进料板以上称为精馏段 精制汽相中的易挥发组分。2、进料板以下（包括进料板）称为提馏段 提浓液相中难挥发组分。塔顶产品称为馏出液 富含易挥发组分。塔底产品称为釜液 富含难挥发组分。,（1）连续精馏流程,操作时，原料液连续地加入精馏塔内。,连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（称为釜残液）；部分液体被汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。,塔顶蒸汽进入全（冷）凝器被全部冷凝，将部分冷凝液用泵（或借重力作用）送回塔顶作为回流液体，其余部分作为塔顶产品（称为馏出液）采出。,（2）间歇精馏流程,间歇精馏与连续精馏大致相同。间歇精馏时，料液成批投入精馏釜，逐步加热气化，待釜液组成降至规定值后将其一次排出。间歇精馏为非定态过程。在精馏过程中，釜液组成不断降低。间歇精馏时全塔均为精馏段，没有提馏段。,谢谢观赏,