精馏原理认知

精馏原理认知授课人：张佳佳定义：在一定设备中，将多次部分汽化和多次部分冷凝适当地组合起来，最终得到较纯的轻、重组分的过程。要使混合物中的组分得到高纯度（几乎完全）的分离，只有进行精馏。精馏原理认知一、多次部分汽化多次部分冷凝如果将蒸馏单级分离加以组合,变成如图所示的多级分离流程（以3级为例）。若将第1级溶液部分汽化所得气相产品在冷凝器中加以冷凝，然后再将冷凝液在第2级中部分汽化，此时所得气相组成为y2，y2＞y1，这种部分汽化的次数（级数）愈多，所得到的蒸汽浓度也愈高，最后几乎可得到纯态的易挥发组分。精馏原理认知一、多次部分汽化多次部分冷凝同理，若将从各分离器所得到的液相产品分别进行多次部分汽化和分离，那么这种级数愈多，得到的液相浓度也愈低，最后可得到几乎纯态的难挥发组分。精馏原理认知一、多次部分汽化多次部分冷凝因此同时多次地进行部分汽化和部分冷凝是使混合物得以完全分离地必要条件。上图所示的流程在工业上是不能采用的，因其存在以下两个问题：（1）分离过程得到许多中间馏分，如图中的组成为x1、x2等液相产品，因此最后纯产品的收率就很低；（2）设备庞杂，能量消耗大。精馏原理认知将中间产物返回前一分离器中，使上一级的液相回流（如液相x3）与下一级的气相（如气相y1)直接接触，不同温度且互不平衡的气液两相接触时，必然会同时产生传热和传质的双重作用，从而省去了逐级使用的中间加热器和冷凝器。中间产品的多次部分气化的分离示意图精馏原理认知从图可知，将每一级中间产品返回到下一级中，不仅可以提高产品的收率，而且是过程进行的必不可少条件。例如，对第2级而言，如没有液体x3回流到y1中(无中间加热器和冷凝器)，就不会有溶液的部分汽化和蒸汽的部分冷凝，第2级也就没有分离作用了。因此每级都需有回流液。精馏原理认知对于最上一级（第3级）而言，将y3冷凝后不是全部作为产品，而把其中一部分返回与y2相混合是最简单的回流方法。通常，将部分产品引回设备的操作称为回流。回流是保证精馏过程连续稳定操作的必要条件之一。精馏原理认知对难挥发组分来说，道理是完全相同的。上升的蒸气由最低一级下降的液体部分汽化而得到，此时汽化的热量由加热器（称为再沸器）供给。在再沸器中，溶液的部分汽化而产生上升蒸气（又称：气相回流），如同塔顶回流一样，是精馏连续稳定操作的另一个必要条件。精馏过程正是这二者的有机结合。精馏原理认知特点：1.单纯的分离器变成了混合分离器

2.充分利用物流本身的焓变交换热量，省去了中间冷却器与中间加热器

3.可得到足够数量的较高纯度的产品

4.存在回流，是双向相际传质过程，而吸收属于单向相际传质过程，是精馏与吸收的区别一、多次部分汽化多次部分冷凝精馏原理认知

如图所示的为泡罩塔中任意第n层板上的操作情况.进入第n板的气相浓度和温度分别为yn+1和tn+1，液相的浓度和温度分别为xn-1和tn-1，二者互不平衡,yn+1<xn-1,tn+1>tn-1---存在温度差和浓度差---传质和传热。其结果：二、塔板的作用泡罩塔的操作情况精馏原理认知（1）气相部分冷凝，使其中难挥发组分转入到液相中；（2）气相冷凝放出潜热传给液相，使其部分汽化，其中的部分易挥发组分转入到气相，结果：xn<xn-1，yn>yn+1二、塔板的作用泡罩塔的操作情况精馏原理认知理论板：气、液两相在塔板上充分接触、混合，进行传质、传热后，两相组成均匀且离开塔板的气、液两相呈相平衡关系。显然，在相同条件下，理论板具有最大的分离能力，是塔分离的极限。二、塔板的作用每一块塔板是