平衡蒸馏与简单蒸馏

§9.3

平衡蒸馏与简单蒸馏一、平衡蒸馏二、简单蒸馏第九章液体精馏1第九章液体精馏平衡蒸馏平衡蒸馏的数学描述

平衡蒸馏的计算

9.3.2平衡蒸馏2第九章液体精馏将均相混合液加热超过进料的泡点，部分气化，或将混合气体部分冷凝，气液两相处于平衡状态，将气液相分开，使混合液体得到一定程度分离的蒸馏方法称为平衡蒸馏。平衡蒸馏又称“闪蒸”平衡蒸馏3第九章液体精馏料液经泵加压后，送入加热器加热升温，使液体温度高于分离器压力下的泡点，液体成为过热状态，通过减压阀，使部分液体气化，这种过程称为闪蒸。然后平衡的汽液两相在分离器中分离，从器顶、器底排出。连续式平衡蒸馏装置4第九章液体精馏平衡蒸馏，在较低的温度下有较高的馏出率，物料满足平衡关系，气液相达到平衡。主要应用于高温下易分解的物料的分离，在石油炼制和石油化工中较常见。5第九章液体精馏

1．

流程及特点6第九章液体精馏3个未知数2个方程1个方程2.过程的数学描述0<q<17第九章液体精馏单位时间内加热器提供的热量为：

Q=Fcm,p(T-tF)节流减压，液体部分气化所需的热量来自于物料放出的显热，即：

Fcm,p(T-te)=(1-q)F·rT=te+(1-q)t/cm,p热量衡算：8第九章液体精馏闪蒸过程中气液两相可认为互成平衡，即y与x满足相平衡方程式：y=f(x)过程特征方程式：理想体系：

平衡温度te与组成x应满足泡点方程：

te=φ(x)9第九章液体精馏当给定气化率(1-q)，联立方程可以求解气、液相的组成y、x。也可以采用图解法求取。直线fe为物料衡算式，它通过f点(xF、xF)，直线斜率为q/(1-q)。此线与平衡线相交于e点，e点的坐标即所求的气、液相平衡组成。3.平衡蒸馏的计算10第九章液体精馏11第九章液体精馏简单蒸馏简单蒸馏的特点

简单蒸馏的应用

简单蒸馏过程的数学描述简单蒸馏过程的计算

9.3.2简单蒸馏12第九章液体精馏将一定量一定组成的溶液加热至沸腾，产生的蒸气，将其不断引出，使之冷凝的分离操作。简单蒸馏13第九章液体精馏（1）精馏前作为原料和产品的预分离；（2）相对挥发度很大的体系，可作为制取产品；（3）回收溶剂；（4）不精密的分离。简单蒸馏的应用14第九章液体精馏15第九章液体精馏简单蒸馏过程的物料衡算、热量衡算方程与平衡蒸馏无本质的区别，但简单蒸馏过程是一个非定态的过程。因此，只能在某个时间微元dτ，进行物料衡算。蒸馏某时刻，物料量为n，液相浓度为x，气相浓度为y，开始时物料量为W1，蒸馏结束时物料量为W2，经过任一瞬间dτ，进行物料衡算。简单蒸馏过程的数学描述16第九章液体精馏设某一时刻釜液量为Wkmol，组成为x，与之平衡的汽相组成为y。经微分时间段d

后，蒸出的釜液量为dW，这样对易挥发组分在d

前后作物料衡算，有：（1）微分物料衡算式：dxdW为高价无穷小，不计17第九章液体精馏1个方程18第九章液体精馏3个未知数2个方程(2)宏观物料衡算：

19第九章液体精馏思考：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？20第九章液体精馏21第九章液体精馏将苯-甲苯混合液中x(苯)=0.70的溶液加热气化，气化率为1/3。已知物系的相对挥发度为2.47。试求简单蒸馏与平衡蒸馏的馏出液的量和组成。

解：（1）简单蒸馏例9-3简单蒸馏与平衡蒸馏的比较为了计算方便设总量W1为100kmol，W2为100×2/3=66.7kmol，则22第九章液体精馏

解出x2=0.63323第九章液体精馏比较平衡蒸馏和简单蒸馏，在气化率相同的条件下，简单蒸馏得到的气相平均浓度比平衡蒸馏的浓度要大。

(2)平衡蒸馏q=2/3解出

x=0.642y=0.816