恒沸精馏计算课件

2-5恒沸精馏计算

一、二元非均相恒沸物的精馏

二、多元系恒沸精馏计算2-6恒沸精馏和萃取精

馏的比较第三章萃取精馏及共沸精馏第二节恒沸精馏第11周第2次课2006年11月22日分离工程FLGC第三章第11周第2次课2006年11月22日分离工程FLGC1正偏差（最低温度恒沸物）

负偏差（最高温度恒沸物）双组分系统恒沸物的气液平衡图非均相恒沸物的气液平衡图均相恒沸物的气液平衡图2-5恒沸精馏计算二元非均相恒沸物系统可用一般精馏方法分离的原因第10周第2次课2006年11月15日分离工程FLGC正偏差负偏差双2AyxBM0B1A

MAyxBM返回分离工程FLGCAyxBM0B1AMAyxBM返回分离工程FLGC32-5恒沸精馏计算图2-45二元非均相共沸精馏塔示意图一、二元非均相恒沸物的精馏1、全塔物料衡算按最外圈作总物料衡算分离工程FLGC2-5恒沸精馏计算图2-45二元非均相共沸一、二元4故塔1精馏段的操作线为按中间一圈范围进行物料衡算分离工程FLGC故塔1精馏段的操作线为按中间一圈范围进行物料衡算分离工程FL5若按里圈范围进行物料衡算两方程一样形式，说明塔顶气相和回流液相组成是精馏段操作线的端点分离工程FLGC若按里圈范围进行物料衡算两方程一样形式，说明塔顶气相和回流液6讨论：V1L1是定值斜率)2(是操作线上的点yx顶回（）yx顶回，即点的关系和）（3wxVwxVLy+=回顶2,2I精馏段操作线过点则塔1(wwx（x），2,2,wnwnxyxx==+;)2,12,分离工程FLGC讨论：V1L1是定值斜率)2(是操作线上的点yx顶回（7则说明斜率为1，即V=L，相当于全回流，顶冷凝后的液体不会出现两平衡的液相，这不可能；Hyy顶的关系:和）（4yH则说明塔顶气相和液相相平衡，即达到极限，塔顶出现恒浓区，理论板无穷，这也是不可能的。返回分离工程FLGC则说明斜率为1，即V=L，相当于全回流，顶冷凝后的液体不会出8恒浓区位置的确定（即求Rmin下的Vmin）

：1.当进料在分层器时：恒浓区在塔顶；2.当进料在塔进料口时：恒浓区的位置可能出现在进料板附近，也可能出现在塔顶，要根据最小蒸汽量来判断此时恒浓区出现的位置，即Rmin下的Vmin；(1)假如进料板为恒浓区，进料板的气液就平衡，将进料组成X对应的平衡组成Y代入精馏段操作线方程中求Vmin,进料；(2)假如塔顶为恒浓区，塔顶的气液就平衡，将塔顶组成X对应的平衡组成Y代入精馏段操作线方程中求Vmin,塔顶；

(3)比较Vmin,进料和Vmin,塔顶的大小，取蒸汽量大者为恒浓区。

分离工程FLGC恒浓区位置的确定（即求Rmin下的Vmin）：9分离工程FLGC分离工程FLGC105、塔2操作线方程HyynyHyx>>2顶回2顶的关系:和分离工程FLGC5、塔2操作线方程HyynyHyx>>2顶回2顶的关系:和116、求理论板数在相图中，平衡线和对角线间画梯级求解。分离工程FLGC6、求理论板数分离工程FLGC12恒沸精馏流程及相图图2-45二元非均相共沸精馏塔示意图图2-44二元非均相共沸系统精馏过程操作线返回分离工程FLGC恒沸精馏流程及相图图2-45二元非均相共沸图2-44133、相平衡方程列出相平衡方程4、进行逐板计算二、多元系恒沸精馏计算1、进行物料衡算求得2、操作线方程根据假定以恒摩尔流率分段进行计算。分离工程FLGC3、相平衡方程二、多元系恒沸精馏计算分离工程FLGC142-6恒沸精馏和萃取精馏的比较共同点：1、都加入另一组分。2、使相对挥发度增大。3、计算过程所用的基本关都是物量衡算、热量衡算和相平衡关系。不同点：1、萃取精馏萃取剂量大且受限制；恒沸精馏恒沸剂量少。2、恒沸精馏塔形成恒沸物，从塔顶蒸出；萃取精馏不形成恒沸物，从塔釜离开。3、一般恒沸精馏耗能大。4、恒沸精馏即可连续操作，又可间歇操作；萃取精馏只能连续操作。5、有热敏性组分存在时，恒沸精馏有利。6、萃取精馏中溶剂回收简单，且流程也比较简单。返回分离工程FLGC2-6恒沸精馏和萃取精馏的比较共同点：1、都加入另一组分。15例题:原料含苯酚1.0%(摩尔)、水99%。釜液要求含苯酚小于0.001%。流程如图。苯酚与水是部分互溶。但在一个大气压下并不形成非均相共沸物，而是均相共沸物。因此两个塔顶出来的蒸汽在冷凝冷却器中冷凝并过冷到20℃，然后在分层器中分层。水层返回1塔作为回流，酚层进入2塔。要求苯酚产品纯度为99.99%。假定塔内为恒摩尔流率，饱和液体进料，且回流液过冷对塔内回流量的影响可以忽略。计算：当各塔的上升气量为最小气量的1.5倍时，塔1的精馏段和提馏段操作线方程，塔2的提馏段操作线方程？20℃时苯酚—水的互溶度数据为：水层含苯酚1.68%（摩尔）,苯酚含水66.9%(摩尔)

分离工程FLGC例题:原料含苯酚1.0%(摩尔)、水99%。釜液要求含苯酚小16

料液1%1.68%33.1%20℃

料液1%1.68%33.1%20℃17选择内容：1．萃取精馏基本原理2．萃取剂的选择及萃取精馏的流程3．萃取精馏塔的特点4．萃取精馏塔的计算5．恒沸物的特点、判断及恒沸组成的计算6．恒沸剂选择及用量及恒沸精馏的流程7．恒沸精馏的计算结束分离工程FLGC选择内容：1．萃取精馏基本原理结束分离工程FLGC182-5恒沸精馏计算

一、二元非均相恒沸物的精馏

二、多元系恒沸精馏计算2-6恒沸精馏和萃取精

馏的比较第三章萃取精馏及共沸精馏第二节恒沸精馏第11周第2次课2006年11月22日分离工程FLGC第三章第11周第2次课2006年11月22日分离工程FLGC19正偏差（最低温度恒沸物）

负偏差（最高温度恒沸物）双组分系统恒沸物的气液平衡图非均相恒沸物的气液平衡图均相恒沸物的气液平衡图2-5恒沸精馏计算二元非均相恒沸物系统可用一般精馏方法分离的原因第10周第2次课2006年11月15日分离工程FLGC正偏差负偏差双20AyxBM0B1A

MAyxBM返回分离工程FLGCAyxBM0B1AMAyxBM返回分离工程FLGC212-5恒沸精馏计算图2-45二元非均相共沸精馏塔示意图一、二元非均相恒沸物的精馏1、全塔物料衡算按最外圈作总物料衡算分离工程FLGC2-5恒沸精馏计算图2-45二元非均相共沸一、二元22故塔1精馏段的操作线为按中间一圈范围进行物料衡算分离工程FLGC故塔1精馏段的操作线为按中间一圈范围进行物料衡算分离工程FL23若按里圈范围进行物料衡算两方程一样形式，说明塔顶气相和回流液相组成是精馏段操作线的端点分离工程FLGC若按里圈范围进行物料衡算两方程一样形式，说明塔顶气相和回流液24讨论：V1L1是定值斜率)2(是操作线上的点yx顶回（）yx顶回，即点的关系和）（3wxVwxVLy+=回顶2,2I精馏段操作线过点则塔1(wwx（x），2,2,wnwnxyxx==+;)2,12,分离工程FLGC讨论：V1L1是定值斜率)2(是操作线上的点yx顶回（25则说明斜率为1，即V=L，相当于全回流，顶冷凝后的液体不会出现两平衡的液相，这不可能；Hyy顶的关系:和）（4yH则说明塔顶气相和液相相平衡，即达到极限，塔顶出现恒浓区，理论板无穷，这也是不可能的。返回分离工程FLGC则说明斜率为1，即V=L，相当于全回流，顶冷凝后的液体不会出26恒浓区位置的确定（即求Rmin下的Vmin）

：1.当进料在分层器时：恒浓区在塔顶；2.当进料在塔进料口时：恒浓区的位置可能出现在进料板附近，也可能出现在塔顶，要根据最小蒸汽量来判断此时恒浓区出现的位置，即Rmin下的Vmin；(1)假如进料板为恒浓区，进料板的气液就平衡，将进料组成X对应的平衡组成Y代入精馏段操作线方程中求Vmin,进料；(2)假如塔顶为恒浓区，塔顶的气液就平衡，将塔顶组成X对应的平衡组成Y代入精馏段操作线方程中求Vmin,塔顶；

(3)比较Vmin,进料和Vmin,塔顶的大小，取蒸汽量大者为恒浓区。

分离工程FLGC恒浓区位置的确定（即求Rmin下的Vmin）：27分离工程FLGC分离工程FLGC285、塔2操作线方程HyynyHyx>>2顶回2顶的关系:和分离工程FLGC5、塔2操作线方程HyynyHyx>>2顶回2顶的关系:和296、求理论板数在相图中，平衡线和对角线间画梯级求解。分离工程FLGC6、求理论板数分离工程FLGC30恒沸精馏流程及相图图2-45二元非均相共沸精馏塔示意图图2-44二元非均相共沸系统精馏过程操作线返回分离工程FLGC恒沸精馏流程及相图图2-45二元非均相共沸图2-44313、相平衡方程列出相平衡方程4、进行逐板计算二、多元系恒沸精馏计算1、进行物料衡算求得2、操作线方程根据假定以恒摩尔流率分段进行计算。分离工程FLGC3、相平衡方程二、多元系恒沸精馏计算分离工程FLGC322-6恒沸精馏和萃取精馏的比较共同点：1、都加入另一组分。2、使相对挥发度增大。3、计算过程所用的基本关都是物量衡算、热量衡算和相平衡关系。不同点：1、萃取精馏萃取剂量大且受限制；恒沸精馏恒沸剂量少。2、恒沸精馏塔形成恒沸物，从塔顶蒸出；萃取精馏不形成恒沸物，从塔釜离开。3、一般恒沸精馏耗能大。4、恒沸精馏即可连续操作，又可间歇操作；萃取精馏只能连续操作。5、有热敏性组分存在时，恒沸精馏有利。6、萃取精馏中溶剂回收简单，且流程也比较简单。返回分离工程FLGC2-6恒沸精馏和萃取精馏的比较共同点：1、都加入另一组分。33例题:原料含苯酚1.0%(摩尔)、水99%。釜液要求含苯酚小于0.001%。流程如图。苯酚与水是部分互溶。但在一个大气压下并不形成非均相共沸物，而是均相共沸物。因此两个塔顶出来的蒸汽在冷凝冷却器中冷凝并过冷到20℃，然后在分层器中分层。水层返回1塔作为回流，酚层进入2塔。要求苯酚产品纯度为99.99%。假定塔内为恒摩尔流率，饱和液体进料，且回流液过冷对塔内回流量的影响可以忽略。计算：当各塔的上升气量为最小气量的1.5倍时，塔1的精馏段和提馏段操作线方程，塔2的提馏段操作线方程？20℃时苯酚—水的互溶度数据为：水层含苯酚1