浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第九章 蒸馏（9.3）蒸馏方式

幻灯片2目录 丸屬 §9.3蒸馏方式 、简单蒸馏 平衡蒸馏 平衡级和精馏原理 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 1/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 1/12 幻灯片2目录 §9. 3 蒸馏方式 一、简单蒸馏 二、平衡蒸馏 三、平衡级和精馏原理

简单蒸馏 §9.3蒸馏方式 平衡蒸馏 、简单蒸馏 精馏 流程及特点 特点:①间隙、不稳定 ②分离程度不高 B W1,x1 X 加热 x或y D 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 2/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 2/12      精馏 平衡蒸馏 简单蒸馏 1．流程及特点 特点： ①间隙、不稳定； ②分离程度不高 y x WD, xD W1 ,x1 加热 x2 W2 t B A x2 x1 x 或 y §9. 3 蒸馏方式 一、简单蒸馏 D x

、简单蒸馏 2.物料衡算 (1)宏观物料衡算: ,=W,+ 2个方程 WW,,=W2x2+wx 客字 杠杆原理 X 「W 151 21 2 Wolx D 23个未知数 加热 DD口 A 浙江大学本科生课 化工原理 或 第九章蒸馏 3/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 3/12 t B A x2 x1 xD x 或 y y x WD, xD W1 ,x1 加热 x2 W2     = + = + D D D W x W x W x W W W 1 1 2 2 1 2 3个未知数 2个方程 ( ) ( ) 2 1 2 1 W x x W x x − = D D − 杠杆原理： 一、简单蒸馏 2．物料衡算 (1)宏观物料衡算：

、简单蒸馏 (2)微分物料衡算式: 设某一时刻釜液量为W, kmol,组成为x,与之平衡的汽 相组成为y。经微分时间段d后, dw 蒸出的釜液量为dW,这样对易 挥发组分在dτ前后作物料衡算, D,AD 有 加热 ydw = d()=wax+xdwoxy-xdw=wdx dn y-xcyI wr dx dx w 对理想物系y= 浙江大学本科生课程 1+(a-1) 化工原理 第九章蒸馏 4/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 4/12 y x WD, xD W1 ,x1 加热 x2 W2 W dW ydW = d(Wx) = Wdx + xdW ( y − x)dW = Wdx y x dx W dW − =  − = 1 2 2 1 ln x x y x dx W W 一、简单蒸馏 设某一时刻釜液量为W， kmol，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： （2）微分物料衡算式： 对理想物系 x x y 1 + ( − 1) =  

、简单蒸馏 原料液中易挥发组分的摩尔数!源料液中难挥发组分的摩尔数 InL oInwil-riy 22 "<W2(1 减残液中易挥发组分的摩尔数1碳液中难挥发组分的摩尔数 h A 即 1个方程 B 浙江大学本科生课程 加热 化工原理 第九章蒸馏 5/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 5/12 (1 ) (1 ) ln ln 2 2 1 1 2 2 1 1 W x W x W x W x − − =  残液中易挥发组分的摩尔数 原料液中易挥发组分的摩尔数 原料液中难挥发组分的摩尔数 残液中难挥发组分的摩尔数 2 1 2 1 ln ln B B A A 即 =  1个方程 一、简单蒸馏 y x WD, xD W1 ,x1 加热

二、平衡蒸馏 简单蒸馏 人妥衡蒸馏 又称闪蒸 精馏 1.流程及特点 特点:①连续、稳定, ②分离程度不高 B X F 高温 高压 F yD 或y 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 6/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 6/12 特点：①连续、稳定， V ②分离程度不高。 yD P F xF t 高温 高压 L xW t B A xW xF yD x 或 y      精馏 平衡蒸馏 简单蒸馏 二、平衡蒸馏 又称闪蒸 1． 流程及特点

二、平衡蒸馏 2.平衡蒸馏的计算 3个未知数 D 总物料衡算: F=l+v 1rxn=Lx+n2个方程 F 高温 相平衡关系:yD=1+(a-1)xn X 杠杆原理 定义: F L 液相分率q= 汽相分率∫ 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 x或12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 7/12    = + = + FxF LxW VyD F L V 总物料衡算： 相平衡关系： W W D x x y 1+ ( − 1) =   定义： 液相分率 F L q = 汽相分率 F V f = V yD P F xF t 高温 高压 L xW 3个未知数 2个方程 1个方程 ( ) ( ) F W D xF L x − x =V y − 杠杆原理： 二、平衡蒸馏 2．平衡蒸馏的计算 t B A xW xF yD x 或 y

思考: 在操作压力、原料相同的条件下(x1=x),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? Fx 高温 高压 浙江大学本科生加热 化工原理 第九章蒸馏 8/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 8/12 P y x WD, xD W1 ,x1 加热 V yD P F xF t 高温 高压 L xW 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？

思考: 在操作压力、原料相同的条件下(x1xF),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? 答:简单蒸馏分离效果好,但产量小 W=W2+Wp B 简 Wr,=w2r2+wpxp n 今W, W=l+y A WIx,=lx2 +vyp D D AD 浙江大学本科生课程 第九章蒸馏 x或y 化工原理 9/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 9/12 t B A x2 x1 yD xD x 或 y 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？ 答：简单蒸馏分离效果好，但产量小。 ( ) 2 1 1 2 x x W x x W D D − − = ( ) 2 1 1 2 y x W x x V D − − =     = + = + D D D W x W x W x W W W 1 1 2 2 1 2 简：    = + = + W x Lx Vy D W L V 1 1 2 1 平： WD V

为什么利用多次简单蒸馏或多次平衡蒸馏 操作实现物系的高纯度分离是不经济的? Xp 加 简单燕馏 简单燕馏 简单蒸馏 高温 平衠蒸馏 平衠蒸馏 平衡蒸馏 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 10/12

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 10/12 y x WD, xD W1 ,x1 加热 简单蒸馏 V yD P F xF t 高温 高压 L xW 平衡蒸馏 为什么利用多次简单蒸馏或多次平衡蒸馏 操作实现物系的高纯度分离是不经济的? y x WD, xD W1 ,x1 加热 简单蒸馏 V yD P F xF t 高温 高压 L xW 平衡蒸馏 y x WD, xD W1 ,x1 加热 简单蒸馏 V yD P F xF t 高温 高压 L xW 平衡蒸馏