浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第九章 蒸馏（9.4-9.5）（4/4）

幻灯片6目录 知九的 §94二元连续精馏的分析与计算 八、精馏塔的热量衡算 九、精馏塔内的温度分布和灵敏板 十、填料精馏塔的填料层髙度 水蒸汽蒸馏 间歇精馏 §95其它精馏方式特殊精馏 §9.6多元精馏反应精馏 §97吸收过程的塔板数 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 1/24

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 1/24 幻灯片6目录 §9.4 二元连续精馏的分析与计算 八、精馏塔的热量衡算 九、精馏塔内的温度分布和灵敏板 十、填料精馏塔的填料层高度 §9.5 其它精馏方式 §9.6 多元精馏 §9.7 吸收过程的塔板数        反应精馏 特殊精馏 间歇精馏 水蒸汽蒸馏

八、精馏塔的热量衡算 1.再沸器的热负荷 对再沸器作热量衡算得: LB=Vl+Whwy -Lhi Vh 近似假定,h1≈h,于是 W h Q2≈(l-h)≈ 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 2/24

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 2/24 W, hW L, hL V,hV 近似假定，hW hL   ，于是 QB V (hV hL ) V r W    −    八、精馏塔的热量衡算 1．再沸器的热负荷 对再沸器作热量衡算得： QB V hV WhW L hL =   + −  

八、精馏塔的热量衡算 2、冷凝器的热负荷 对冷凝器作热量衡算得: Vh ec=Vhy-Dhp -Lhp D 丿r 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 3/24

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 3/24 D, hD V,hV L, hD 八、精馏塔的热量衡算 2、冷凝器的热负荷 对冷凝器作热量衡算得： ( ) V D D C V D D V h h Vr Q Vh Dh Lh = −  = − −

八、精馏塔的热量衡算 3.全塔热量衡算 BF+2B=2c+2p +ow +e, 通常QF、Qυ、Q数值较小, 可忽略不计,于是 F, QB≈Q+Q1 若Q忽略,则QB≈Q 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 4/24

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 4/24 D, xD F, xF W, xW V L QF + QB = QC + QD + QW + Ql QB  QC + Ql 若 Ql忽略，则QB  QC 通常QF、QD、QW数值较小， 可忽略不计，于是 八、精馏塔的热量衡算 3． 全塔热量衡算

九、精馏塔内的温度分布和灵敏板 灵敏板: 当正在操作中的精馏 11 塔受到某一外界干扰, 塔10 板 如回流比、进料组成波序9 X=0.43 动等,全塔各板的组成号8 和温度将发生变化。变 r=0.4 化最灵敏的一块板或相 邻的几块板称为灵敏板。 5 4 2 110 浙江大学本科生课程 第九章蒸馏 温度 化工原理 5/24

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 5/24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 80 90 100 110 tmax xF =0.4 xF =0.43 塔 板 序 号 温度 九、精馏塔内的温度分布和灵敏板 灵敏板： 当正在操作中的精馏 塔受到某一外界干扰， 如回流比、进料组成波 动等，全塔各板的组成 和温度将发生变化。变 化最灵敏的一块板或相 邻的几块板称为灵敏板

十、填料精馏塔的填料层高度 BETP、H H=HETPN D.x 等板高度 Height Equivalent of a Theoretical Plate 分离效果相当于一层理论 F, 板的一段填料层高度 影响HETP的因素 流动状况,物性参数、结构参数和操作参数、 思考:等板高度大好还是小好? 等板高度愈小,说明填料层的传质分离效果愈好 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 6/24

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 6/24 H = HETP  N D, xD F, xF W, xW 等板高度 Height Equivalent of a Theoretical Plate ---------分离效果相当于一层理论 板的一段填料层高度 十、填料精馏塔的填料层高度 影响HETP的因素： 流动状况，物性参数、结构参数和操作参数、 思考：等板高度大好还是小好？ 等板高度愈小，说明填料层的传质分离效果愈好 N H HETP =

水蒸汽蒸馏 §9.5其它精馏方式间歇精馏 水蒸汽蒸馏 反应精馏 定义:将水蒸气直接通入不溶于水的物系进行蒸馏 特点 D a.水蒸汽与物质在低沸点下一起蒸出(比任一纯组 分的沸点均低), b.经冷凝、分层,除去水分从而得到产品 c.水蒸汽既作加热剂,又作夹带剂 适用范围:沸点较高或高温下易分解,且不溶于水的物系 ys=oW, Xw 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 724

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 7/24        反应精馏 特殊精馏 间歇精馏 水蒸汽蒸馏 特点： a. 水蒸汽与物质在低沸点下一起蒸出（比任一纯组 分的沸点均低）， b. 经冷凝、分层，除去水分从而得到产品。 c. 水蒸汽既作加热剂，又作夹带剂 适用范围：沸点较高或高温下易分解，且不溶于水的物系 §9.5 其它精馏方式 一．水蒸汽蒸馏 定义：将水蒸气直接通入不溶于水的物系进行蒸馏。 D, xD W*, xW* F, xF S，yS=0 V L

§9.5其它精馏方式 为什么不互溶物系的沸点比任一纯组分的沸P 点均低? 液体上方A 和水的蒸汽 例:常压下, 压分别等于 水的沸点:100℃ 它们同温度 苯的沸点:80.1℃ 下的饱和蒸 水一苯混合物的沸点:695℃ 水-4汽压 一般地,设总压P下,纯组分A的沸点为tAA与水不蚯溶 水的沸点为t2,水与A混合物的沸点为t,则p P 0 十 ∴t< 如何确定水蒸汽蒸馏时的沸点呢? Pa=P-Pi=f 找P~线和(P-p)~t线交点 P 0 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 8/24

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 8/24 0 0 P = pA + p W t< t1 t<t 2 如何确定水蒸汽蒸馏时的沸点呢？ p P p f (t) A = − W = 0 0 p p W ~ t 0 p t A ~ 0 (P p W ) ~ t 0 − t 找 p t A ~ 0 线和(P p W ) ~ t 0 − 线交点 液体上方 A 和水的蒸汽 压分别等于 它们同温度 下的饱和蒸 汽压 P t 水 A 0 A p 0 pW 一般地，设总压P下，纯组分A的沸点为t 1、 水的沸点为t 2，水与A混合物的沸点为t，则 A与水不互溶 §9.5 其它精馏方式 为什么不互溶物系的沸点比任一纯组分的沸 点均低？ 例：常压下， 水的沸点：100℃ 苯的沸点：80.1℃ 水—苯混合物的沸点：69.5℃

§9.5其它精馏方式 思考: 直接蒸汽加热的精馏过程与水蒸汽蒸馏过程有何本质区 别?通入的蒸汽作用相同否? 二者本质区别: F ◆直接蒸汽加热的精馏过程用于互溶的水溶液 水蒸汽蒸馏过程用于不互溶的溶液。 L 前者中的水蒸汽主要为加热剂,而后者既是 加热剂、又是夹带剂。 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 9/24

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 9/24 思考： 直接蒸汽加热的精馏过程与水蒸汽蒸馏过程有何本质区 别？通入的蒸汽作用相同否？ 二者本质区别： ❖直接蒸汽加热的精馏过程用于互溶的水溶液， 水蒸汽蒸馏过程用于不互溶的溶液。 ❖前者中的水蒸汽主要为加热剂，而后者既是 加热剂、又是夹带剂。 §9.5 其它精馏方式 D, xD W*, xW* F, xF S，yS=0 V L

§9.5其它精馏方式 间歇精馏 特点:①不稳定; ②只有精馏段,没有提馏段 间歇精馏通常有恒回流比、恒馏出液组 成这两种操作方式 思考: 间歇精馏与简单蒸馏有何相同三x 和不同之处? 加热蒸汽 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 间歇精馏流程简图1024

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 10/24 特点：不稳定； 只有精馏段，没有提馏段 二．间歇精馏 间歇精馏流程简图 D, xD 加热蒸汽 F, xF 思考： 间歇精馏与简单蒸馏有何相同 和不同之处？ 间歇精馏通常有恒回流比、恒馏出液组 成这两种操作方式 §9.5 其它精馏方式