第六章蒸馏学习要点

第六章液体蒸馏Liquiddistillation教学要求（1）掌握两组分溶液的气液平衡关系及其定量描述的方法（2）掌握多种蒸馏工艺的工作原理、影响因素、特点比较等（3）重点掌握双组分连续精馏板式塔的计算（全塔物料衡算、操作方程、进料状态、回流比、理论塔板数、板效率等）（4）了解化工生产中常见板式塔的主要形式、特点及用途等本章教学难点：两组分连续精馏板式塔的计算、板式塔的操作6.2双组分溶液的汽液平衡

(Vapor-liquidequilibriumoftwo-componentsolution)*组成相同，露点温度高于泡点温度，td>tb*温度相同，气相组成高于液相组成，yA>xA*物系状态只有处于气-液平衡区中，才可以采用蒸馏的方法进行分离。*泡点线与露点线距离越大，越有利于蒸馏分离。*y>x,y~x气液平衡线在对角线上方。若在下方，说明轻组分定义得不对。*平衡线距离对角线线越远，物系越容易分离。*气液平衡线落在对角线上时，无法用蒸馏的方法分离。6.2.4挥发度与相对挥发度

(Volatilityandrelativevolatility)2、相对挥发度α的大小反映了蒸馏分离的难易程度1、定义A为易挥发组分，所以α>1。2、α越大，气液平衡时x与y差异越大，气液平衡线与对角线距离越远，该体系越容易分离。3、α=1、y=x，对角线，A与B不可以用普通蒸馏的方法进行分离。4、α≠1、y≠x，A与B可以用普通蒸馏的方法进行分离。6.2.5总压的影响

(Influenceofthepressure)操作压力升高，操作温度升高泡点线靠近露点线，对分离过程不利。操作压力升高，平衡线靠近对角线，对分离过程不利6.3平衡蒸馏和简单蒸馏

(Equilibriumdistillation

and

Simpledistillation)平衡蒸馏与简单蒸馏的对比：操作方式过程稳定性工作原理液相组成相同时的分离效果釜温随时间xW随时间yD随时间简单蒸馏间歇非定态差多次汽化，釜温升高，浓度不断降低高变变变平衡蒸馏连续定态好一次部分汽化，分离温度与产品浓度不变低不变不变不变6.4.2精馏操作流程

(Processofrectification)连续精馏的特点1、连续操作，定态过程，参数不随时间改变。2、在每一块塔板上，气相部分冷凝与液相部分气化同时发生，冷凝放热=气化吸热。3、液相部分气化，其中易挥发组分进入气相，xn<xn-1气相部分冷凝，其中难挥发组分进入液相，yn>yn+1精馏为双组分反向扩散的传质过程。4、在塔板上，传热与传质过程同时发生，气相组成高于液相组成，气相温度与液相温度相同。6、塔内自下向上，轻组分浓度逐板升高，重组分浓度逐板降低，温度逐板降低。

7、塔顶获得轻组分浓度高的产品，塔底获得重组分浓度高的产品。6.5.3

操作线方程

（Operatinglineequation)1、精馏段（Operatinglineequationforrectifyingsection）（1）物理意义：在一定操作条件下，上一块板下降的液体组成与其相邻的下一层板上升的蒸气组成之间的关系（2）主要影响因素：回流比，R越大，操作线斜率越大，操作线与平衡线距离越远，6.5.3

操作线方程

（Operatinglineequation)2、提馏段（Operatinglineequationfor

stripingsection）（1）物理意义：在一定操作条件下，上一块板下降的液体组成与其相邻的下一层板上升的蒸气组成之间的关系（2）主要影响因素：回流比及进料状态6.5.4

进料热状况的影响

(Effectoffeedcondition)2、

q线方程（qlineequition）q线(qline)③

q值对精馏操作线无影响，对提馏段操作线及两条操作线交点位置有影响①物理意义：精馏段操作线与提馏段操作线交点轨迹方程②便于绘制提馏段操作线，便于对进料状态的讨论6.5.6

回流比的影响与选择

(Influenceandselectionofrefluxratio)回流比对精馏操作的影响（对一定物系、一定的分离要求）（1）回流比增加，精馏段操作线与提馏段操作线均远离平衡线，总理论板数减少，设备费用减少（2）回流比增加，塔顶蒸汽量增加，塔顶冷凝器负荷增加，冷却剂用量增加，操作费用增加（3）回流比增加，塔底蒸汽量增加，塔底再沸器负荷增加，加热剂用量增加，操作费用增加（4）另外一方面，回流比增加，冷凝器与再沸器尺寸增大，设备费用增加6.5.6

回流比的影响与选择

(Influenceandselectionofrefluxratio)回流比的控制(1)各板的温度与板上气、液相组成相对应，塔顶温度对应于塔顶组成(2)控制塔顶组成最有效的方法是改变回流比塔顶温度若高于设定值，说明塔顶组成低于要求，此时可以适当提高回流比。(3)R增加，V和V’增加，塔底加热负荷需增加，若想保证回流液热状态不变，还需增加塔顶冷凝负荷6.5.8精馏塔的操作和调节1、影响精馏操作的主要因素（2）回流比对操作过程的影响

设计型：xD、xW、xF、

q不变R增加，NT、NF如何变化？(1)L、V增加，精馏操作线远离平衡线，进料板上移(2)L’、V’增加，提馏操作线远离平衡线，

NT减少(3)V=(R+1)D增加，塔顶冷凝器负荷增加，冷却剂流量增加(4)V’增加，塔底再沸器负荷增加，加热剂流量增加(5)气、液相流量增加，塔径不变，注意防止液泛发生6.5.8精馏塔的操作和调节1、影响精馏操作的主要因素（2）回流比对操作过程的影响操作型：NT、NF、xF、

q不变R增加，xD、xW如何变化？(1)精馏操作线远离平衡线，∵NF不变，∴xD增加(2)提馏操作线远离平衡线，∵

NT-NF不变，∴

xW降低；(3)V=(R+1)D增加，塔顶冷凝器负荷增加，冷却剂流量增加(4)V’增加，塔底再沸器负荷增加，加热剂流量增加(5)气、液相流量增加，塔径不变，注意防止液泛发生。6.5.8精馏塔的操作和调节1、影响精馏操作的主要因素③影响最小回流比的因素q减小，Rmin增大xF减小，Rmin增大xD增大，Rmin增大6.5.8精馏塔的操作和调节1、影响精馏操作的主要因素（3）进料热状况q的影响设计型：xW、xF、xD、R不变，q增加(原料变冷)(1)精馏操作线变短，xq增加，NF减少(2)提馏操作线远离平衡线，NT减少(3)V=(R+1)D不变，塔顶冷凝器负荷不变(4)V’=V-(1-q)F增加，塔底再沸器负荷增加(5)V’增加，提馏段塔径增加6.5.8精馏塔的操作和调节1、影响精馏操作的主要因素（3）进料热状况q的影响操作型：NF、NT、xF、R不变，q增加(原料变冷)(1)精馏操作线斜率不变，xq增加，NF不变，xD增加(2)xq增加，NT不变，xW增加6.6.1

间歇精馏(Batchrectification)特点（1）原料一次性加入蒸馏釜，只有精馏段无提馏段（2）非稳态过程：塔内操作参数随时间变化，塔釜浓度逐渐降低6.6.1

间歇精馏(Batchr