精 馏 原 理 - 大连理工大学.ppt

1、6.4 精馏 6.4.1 精馏原理 （1）精馏过程,进料板以上称为精馏段 精制汽相中的易挥发组分。 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。,（2）精馏原理, 回流 塔顶液相回流和塔底汽相回流，为偏离平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。,易挥发组分：液相汽相； 难挥发组分：汽相液相。, 传质方向,易挥发组分沿塔高方向增加，而温度

2、沿塔高方向降低。, 过程控制 精馏过程速率由传质过程控制。,（3） 传质设备 板式塔逐级接触式设备； 填料塔微分接触式设备。,板式塔,填料塔,（4）理论塔板（平衡级）的概念 理论塔板：指这样一块塔板，当汽、液两相在其上进行 接触传质时，离开该塔板的两相在传质、传热方面都达 到了平衡。即汽、液两相的温度相同、组成互呈平衡， 常又称为平衡级。,总板效率,注意：N 不包括塔釜（再沸器）,理论塔板,总物料衡算：,计算类型： 操作型计算、设计型计算。 计算依据： 物料衡算； 热量衡算； 相平衡关系； 归一方程。,(1) 精馏过程物料衡算 全塔物料衡算,易挥发组分物料衡算：,6.4.2 精馏过程的描述,回

3、收率定义,馏出液中易挥发组分的回收率：,釜液中难挥发组分的回收率：,a）无进料和采出塔板物料衡算, 塔板物料衡算,b）进料板物料衡算,(2) 精馏过程热量衡算 无进料和采出塔板的热量衡算, 恒摩尔流假定 对多数有机同系物和许多相近的理想溶液体系，若 a）热损失很小，可以忽略不计； b）混合热为零； c）各板上混合物的摩尔汽化热近似相等；,d ) 各板液体焓变与摩尔汽化热相比可忽略不计；,则将以上关系代入qnVn+1计算式中，,又,因为：,上式对于没有进料或出料的任一塔板均适用。,注意：汽、液流率应采用摩尔流率，kmol/h 或 kmol/s, 进料板的热量衡算,根据恒摩尔流假定的物料衡算和热量

4、衡算：,q 值对两段气、液相流量的影响,由,得到：,q 进料的热状态参数,五种进料热状态,a）过冷液体,b）饱和液体,c）气、液混合物,d）饱和蒸气,e）过热蒸气,说明： 进料热状态参数 q 值的大小 气、液两相流量分布 水力学性能、分离能力 设计与操作。 q 值在数值上等于进料中液相所占的分率（广义）。,进料热状态对塔内气、液流量的影响, 全塔热量衡算 不计热损失，则有：,a） 再沸器热流量,b） 冷凝器的热流量,同理,c）再沸器 与冷凝器热流量的关系, 回流比,代入全塔热量衡算中：,整理得：,说明： R 增加 ,R增加, 操作费增加。 若物流qnD、qnW带出热流量与qnF带入热量相差不大时，则有：, 一般情况下，再沸器加入塔内的热量近似等于冷凝器从塔顶 移出的热量。,6.4.3 精馏过程的计算方法,当组分较多、理论板也较多时，通常采用数值方法或试差方法。,(1) 塔内的气、液流量分布,如果塔内气、液两相流量按恒摩尔流假设确定，塔顶设全凝器时：