共沸精馏技术ppt
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共沸精馏技术
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本身的回收价值并不大， （4）与进料组分互溶，不生成两相，不与进料 共沸剂的沸点 但如被共沸物的组分是有价值的物质， 一般比原料沸点低10~40℃， 仍然有将水与共沸物组分分离的必要。 中组分起化学反应； 便于分离 通常有 冷却后相分离、改变压力条件精馏、加入 （5） 无腐蚀、无毒； 共沸剂与待分离组分应是完全互溶的， 另一组分、溶剂萃取、二次共沸、化学方法 不致因液相分层儿破坏塔的正常操作 （6）价廉易得。 可以有较低的操作温度
5
三、共沸精馏流程
（一）二元非均相共沸物的精馏 如果二组分能够形成非均相共沸物，那么不必另加 共沸剂便可实现二组分的完全分离。
6
X1
共沸物Xa
Xb
Xw
分离非均相共沸物的流程
7
其他：
分离有共沸剂的非均相共沸物 分离均相共沸物 塔顶产品为三元共沸物的分离 。。。
8
四、共沸精馏与萃取精馏比较
共同点： 基本原理相同，都是通过加入适量的质量分离剂，改变 组分之间的相互作用，增大组分的挥发度差异，实现精 馏分离。 不同点： （1）共沸精馏中加入的共沸剂必须与原溶液中的一个或 几个组分形成共沸物，而萃取精馏中的溶剂无此限 制，共沸剂的选择范围相对较窄； （2）共沸精馏中共沸剂以汽态离塔，消耗的潜热较多， 萃取精馏中萃取剂基本不变化，因此共沸精馏的能 耗一般比萃取精馏大； （3）在同样压力下，共沸精馏的操作温度通常比萃取精 馏低，故共沸精馏更适用于分离热敏性物料； （4）共沸精馏可连续操作，也可间歇操作，萃取精馏一 般只能连续操作。
共沸精馏技术
1
一、共沸剂的特性
二、共沸剂的选择
三、共沸精馏流程 四、共沸物的形成对于采用精馏方法分离体混合物的条件 有很大的影响 • 共沸物可以使二元的，也可以是多元的；可以是易挥 发的塔顶产品，也可以是难挥发的塔底产品，最好是 前者 • 多元系较二元系情况复杂的多
精馏与精馏原理PPT
溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和即p总papb当压力104kpa时双组分气相可视为理想气体据道尔顿分压定律气体据道尔顿分压定律此式为用饱和蒸气压表示的气液平衡关系
第六章 精馏
组员：
零梅妹 朱喜迎 尚赟 李桂浩 赵兴云 罗世波 农雄机 黄勇胜
1.气液相平衡
1.1 定义 1.2 两组分理想溶液的气液平衡相图 1.3 气液相平衡关系
A xA pB B
定义式 xB 代入 pA
α 愈大，A、B两组分愈容易分离； α =1不能用普通精馏分离。
对理想溶液：
0 p p x 拉乌儿 A A A 0 x x p A 0 A A 0 p p x p B B B B 定律 x x B B
d.下曲线为t-x线，也称为饱和 苯—甲苯混合液的t-x-y图 液体线（泡点线）
1.2.2 x-y图
a.以x（气相或液相的浓度） 为横坐标，y（温度）为纵坐 标 b.曲线表示液相组成与之平衡 的气相组成间的关系。 c.对角线x=y的直线 ,作查图 时参考用 。 d.平衡线位于对角线上方
苯—甲苯混合液的x-y图
分冷凝相结合的操作。
精馏中的两个重要概念：
轻组分：挥发性高的组分（沸点低的组分）
重组分：挥发性低的组分（沸点高的组分）
液体混合物经过多次部份汽化后可变为高纯度的
难挥发组分 。
气体混和物经过多次部分泠凝后可变为高纯度的
易挥发组分。
2-2 精馏原理
① 回流
塔顶液相回流和塔底汽相回流，为偏离衡的气 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。
馏出液 进料
塔顶蒸汽进入全（冷）凝器被
全部冷凝，将部分冷凝液用泵（ 或借重力作用）送回塔顶作为回 流液体，其余部分作为塔顶产品 （称为馏出液）采出。
第六章 精馏
组员：
零梅妹 朱喜迎 尚赟 李桂浩 赵兴云 罗世波 农雄机 黄勇胜
1.气液相平衡
1.1 定义 1.2 两组分理想溶液的气液平衡相图 1.3 气液相平衡关系
A xA pB B
定义式 xB 代入 pA
α 愈大，A、B两组分愈容易分离； α =1不能用普通精馏分离。
对理想溶液：
0 p p x 拉乌儿 A A A 0 x x p A 0 A A 0 p p x p B B B B 定律 x x B B
d.下曲线为t-x线，也称为饱和 苯—甲苯混合液的t-x-y图 液体线（泡点线）
1.2.2 x-y图
a.以x（气相或液相的浓度） 为横坐标，y（温度）为纵坐 标 b.曲线表示液相组成与之平衡 的气相组成间的关系。 c.对角线x=y的直线 ,作查图 时参考用 。 d.平衡线位于对角线上方
苯—甲苯混合液的x-y图
分冷凝相结合的操作。
精馏中的两个重要概念：
轻组分：挥发性高的组分（沸点低的组分）
重组分：挥发性低的组分（沸点高的组分）
液体混合物经过多次部份汽化后可变为高纯度的
难挥发组分 。
气体混和物经过多次部分泠凝后可变为高纯度的
易挥发组分。
2-2 精馏原理
① 回流
塔顶液相回流和塔底汽相回流，为偏离衡的气 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。
馏出液 进料
塔顶蒸汽进入全（冷）凝器被
全部冷凝，将部分冷凝液用泵（ 或借重力作用）送回塔顶作为回 流液体，其余部分作为塔顶产品 （称为馏出液）采出。
共沸精馏
2）共沸剂与原溶剂中二个组分分别形成两个二元正偏差共沸物；
3）共沸剂与原溶剂中二个组分形成一个三元正偏差共沸物，其沸 点比任何二元共沸物沸点都低，一般要求低10℃以上，且组分不 同，若非均相更好。
二、共沸剂的选择
1.共沸剂选择原则
（2）分离共沸物 1）生成一个二组分正偏差共沸物，其沸点比原共沸物低； 且组成不同于原共沸物。 2）生成一个三组分正偏差共沸物，其沸点比原共沸物低，
共沸进料 丁 醇 塔
直接蒸汽
水 塔
正丁醇
水
图3-33 分离非均相共沸物的流程
20
四、共沸精馏的计算
共沸物精馏体系非理想性强、组分多、变
量多，不宜使用简捷法，而严格计算也变得 非常复杂。
21
五、共沸精馏与萃取精馏的比较
共同点： 基本原理相同，都是通过加入适量的质量分离剂，改变组分之
间的相互作用，增大组分的挥发度差异，实现精馏分离。
3.2.2 共沸精馏
一、共沸物的特性与其组成的计算 二、共沸剂的选择 三、共沸精馏流程 四、共沸精馏的计算 五、共沸精馏与萃取精馏比较
一、共沸物的特性与其组成的计算
1、名词解释
1）共沸物：指在一定压力下，沸腾温度、生成的汽相 组成和液相组成不变的的一类溶液。 2）正偏差共沸物：如溶液的蒸汽压相比理想溶液发生正 偏差，即形成正偏差共沸物（最低共沸物）。 3）负偏差共沸物：如溶液的蒸汽压相比理想溶液发生负 偏差，即形成负偏差共沸物（最高共沸物）。
2）平衡计算 除考虑汽液平衡外，还要考虑液液平衡。 计算方程：
1I x1I 1II x1II
校核方程：
s I 1 1 I 1
I II 2 (1 x1 ) I 2 (1 x1 ) II
共沸精馏
3.2.2 共沸精馏
当 x1 1时，
互溶度很小 x2 1
P1s P1
1
1
2
1
E
P1s P2s
x2 x2
1
定性估算能否形成非均相共沸物
1
x1
x 11
2
(1
x1
)
2
(1
x1 )
计算恒沸 T , xi
P
③共沸剂用过量（T//点）：
A H T H AT
塔顶产物（恒沸物D）量：
D T T B ( A H ) T B
DB
DB
塔底产物量（B//点） ：
（ A和B的混合物）
B T T D ( A H ) T D
BD
BD
反应; ⑤ 无腐蚀，无污染; ⑥ 价廉，易得。
NO.17 2020/3/7
Cui Qun
化工分离工程
（3）连续共沸精馏塔两端产品的确定 3.2.2 共沸精馏
具有共沸物系统的精馏过程与普通精馏不同， 表现在精馏产物不仅与塔的分离能力有关， 与全部进料总组成落在哪个浓度区域， 还与共沸剂加入量有关。
3.2.2 共沸精馏
共沸精馏的基本原理与萃取精馏相同，不同点仅在于共 沸剂在影响原溶液组分的相对挥发度的同时，还与原溶 液的一个组分或数个组分形成共沸物。
共沸物是二元或三元恒沸物。 并且此恒沸物的沸点比原料中任一组分的沸点和原料 中原恒沸物的沸点都低得多， 此恒沸物成为恒沸精馏塔的塔顶产品而排出，使原料 液得以分离。
NO.12 2020/3/7
精馏培训讲义PPT课件
精馏培训讲义
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
第四章-萃取精馏PPT课件
分间的相对挥发度，就必须使
A 1 SA 2 SA 1 20（8）
.
32
二、萃取精馏的原理
② 溶剂的稀释作用
ln1S 2 l n p p 1 2 0 0 T 3 A 1 1 2 x S 1 2 x 1 x S A 1 S A 2 S
A1（ 212x1） 表示原溶液非理想性的程度
说明：此时加入溶剂后，在这一浓度（ x1 值较
小或 x1 值较大）区域，12S反而变小，
即将使分离变得比无溶剂时更加困难。
.
29
二、萃取精馏的原理
c) 物系本身性质( A12、x1)的影响 (a)当 A 1 20,即组分1和组分2形成 正偏差溶液时
低浓度区:
x1 0.512x1 0A1 212x10
.
7
⑵萃取精馏工艺流程
主要设备：萃取精馏塔
塔结构：由三段组成
底段(即提馏段): 提馏出易挥发组分；
中段(即精馏段): 易挥发组分在该段被提 浓,难挥发组分进入溶剂中, 故也称为 吸收区；
顶段(溶剂回收段): 分离易挥发组分和溶 剂, 减少溶剂的损失, 即使塔顶xS=0。
.
8
⑵萃取精馏工艺流程
特点： 1. 二塔串联; 2. S为难挥发组分, 一般在近于塔顶加
第四章 特殊精馏技术
.
1
.
2
第四章 主要内容
本章要求
4.1 共沸精馏 4.2 萃取精馏 4.3 加盐萃取精馏
本章小结 参考文献
思考题
.
3
本章要求：
❖ 4.1 共沸精馏
❖ 1）理解共沸组成和共沸精馏过程的计算方法, 共沸剂的选择原则及加入量的分析。
❖ 2）理解共沸精馏和萃取精馏含义,均相共沸物 和非均相共沸物的特征。
A 1 SA 2 SA 1 20（8）
.
32
二、萃取精馏的原理
② 溶剂的稀释作用
ln1S 2 l n p p 1 2 0 0 T 3 A 1 1 2 x S 1 2 x 1 x S A 1 S A 2 S
A1（ 212x1） 表示原溶液非理想性的程度
说明：此时加入溶剂后，在这一浓度（ x1 值较
小或 x1 值较大）区域，12S反而变小，
即将使分离变得比无溶剂时更加困难。
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29
二、萃取精馏的原理
c) 物系本身性质( A12、x1)的影响 (a)当 A 1 20,即组分1和组分2形成 正偏差溶液时
低浓度区:
x1 0.512x1 0A1 212x10
.
7
⑵萃取精馏工艺流程
主要设备：萃取精馏塔
塔结构：由三段组成
底段(即提馏段): 提馏出易挥发组分；
中段(即精馏段): 易挥发组分在该段被提 浓,难挥发组分进入溶剂中, 故也称为 吸收区；
顶段(溶剂回收段): 分离易挥发组分和溶 剂, 减少溶剂的损失, 即使塔顶xS=0。
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8
⑵萃取精馏工艺流程
特点： 1. 二塔串联; 2. S为难挥发组分, 一般在近于塔顶加
第四章 特殊精馏技术
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第四章 主要内容
本章要求
4.1 共沸精馏 4.2 萃取精馏 4.3 加盐萃取精馏
本章小结 参考文献
思考题
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3
本章要求：
❖ 4.1 共沸精馏
❖ 1）理解共沸组成和共沸精馏过程的计算方法, 共沸剂的选择原则及加入量的分析。
❖ 2）理解共沸精馏和萃取精馏含义,均相共沸物 和非均相共沸物的特征。
化工原理精馏PPT课件全
用饱和蒸气压表示的气液平衡关系
2）用相对挥发度表示 ☆挥发度定义
某组分在气相中的平衡分压与该组分在液相中
的摩尔分率之比
挥发度意义
vi
pi xi
某组分由液相挥发到气相中的趋势，是该组分 挥发性大小的标志
双组分理想溶液
vA
pA xA
pAo xA xA
pAo
vB
pB xB
pBo xB xB
pBo
☆相对挥发度定义
pA pyA
pB pyB p(1 yA )
p
o A
xA
pyA
yA
p
o A
xA
p
pBo xB pyB
yB
pBo xB p
yA
p
o A
x
A
p
xA
p pBo pAo pBo
yA
pAo p
p pBo pAo pBo
xA
p pBo pAo pBo
,
yA
pAo p
p pBo pAo pBo
解 (1)利用拉乌尔定律计算气液平衡数据
xA
p pBo pAo pBo
yA
p
o A
x
A
p
t/℃ x y
80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.8 1.000 0.822 0.639 0.508 0.376 0.256 0.155 0.058 0.000 1.000 0.922 0.819 0.720 0.595 0.453 0.305 0.127 0.000
xF，y，x---原料液、气相、液相产品的组成，摩尔分数
y
1
F D
x
《精馏基础知识》课件
塔板或填料
提供气液接触面，促进气液传质 和传热。
进料口
将原料引入塔内的装置，位置根 据工艺要求而定。
塔底再沸器
加热塔底液体，使其部分汽化后 返回塔内，提供上升蒸汽。
塔顶冷凝器
将塔顶上升蒸汽冷凝成液体的装 置，以便进行液相收集和回流。
回流口
将部分塔顶冷凝液返回塔内的装 置，用于提供液相回流。
精馏塔操作参数设置
03
精馏塔结构与操作
精馏塔类型及特点
1 2
3
板式塔
气液接触良好，操作弹性大，塔板效率高，但结构复杂，造 价高。
填料塔
结构简单，造价低，压降小，但操作弹性小，效率相对较低 。
复合塔
结合板式塔和填料塔的优点，具有高效、低压降、大操作弹 性等特点。
精馏塔内部构件介绍
塔体
提供气液传质和传热的场所，通 常由钢板焊接而成。
精馏原理
基于溶液中不同组分相对挥发度的差异，通过加热使溶液部分汽化，然后使汽液两相进行充分接触，进行相际传 质，使易挥发组分不断从液相往气相中转移，而难挥发组分则从气相往液相中转移，从而在塔顶得到易挥发组分 的浓度较高的产品，在塔底得到难挥发组分的浓度较高的产品。
精馏分类及应用领域
精馏分类
根据操作方式的不同，精馏可分为连 续精馏和间歇精馏；根据压力的不同 ，可分为常压精馏、加压精馏和减压 精馏。
随着新能源和环保领域的快速发展，精馏 技术将在这些领域发挥重要作用，如用于 锂电池电解液的提纯、废气处理等。
THANKS
实验结果讨论与误差分析
实验结果展示
将实验结果以图表形式展示，便于直观比较和分析。
结果讨论
根据实验结果，讨论精馏过程的效率、产品质量等关键指标，以及 与理论预测的差异。
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共沸精馏技术
-
1
一、共沸剂的特性 二、共沸剂的选择 三、共沸精馏流程 四、共沸精馏与萃取精馏比较
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一、共沸剂的特性
• 共沸物的形成对于采用精馏方法分离体混合物的条件 有很大的影响
• 共沸物可以使二元的，也可以是多元的；可以是易挥 发的塔顶产品，也可以是难挥发的塔底产品，最好是 前者
• 多元系较二元系情况复杂的多
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三、共沸精馏流程
（一）二元非均相共沸物的精馏 如果二组分能够形成非均相共沸物，那么不必另加 共沸剂便可实现二组分的完全分离。
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X1
共沸物Xa
Xb
Xw
分离非均相- 共沸物的流程
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其他：
分离有共沸剂的非均相共沸物 分离均相共沸物 塔顶产品为三元共沸物的分离 。。。
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四、共沸精馏与萃取精馏比较
（3）在同样压力下，共沸精馏的操作温度通常比萃取精 馏低，故共沸精馏更适用于分离热敏性物料；
（4）共沸精馏可连续操作，也可间歇操作，萃取精馏一 般只能连续操作。
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参考文献
［1］段占庭,雷良恒,石油化工,1980,4:41 ［2］Rehfinger A ,Hoffmann U .Chem Eng
Sci,1990,45(6):1605 ［3］肖剑,刘家祺,化工进展,1999,18(2):8 ［4］Pitzer K S.J Amer Chem Soc,1980,102:2902 ［5］刘家祺,分离过程,北京:化学工业出版社,2002:112-159
-
3
共沸精馏
共沸精馏又称恒沸精馏。
分离原理：
称为共沸物、夹带剂，携带剂
在一些难以用普通精馏方法分离的体系中加入一个 新的组分，共沸剂与待分离关键组分形成共沸物，而使 体系中的组分得到分离。
影响原溶液组分的相对挥发度
-
4
二、共沸剂的选择
（1）显著影响关键组分的汽液平衡关系；
（2）共沸剂容易分离最和好回是收形成；温剂度， （4）与中进组料分组起分化互学一但 仍溶反般如 然，应比被 有不；原本共 将共生料身沸 水沸 便成沸的物 与剂 于点回的 共两的 分低通收组 沸相沸离1常价分 物点，0~有是组值4不有分并0℃与价分不，值离大进的的，料物必质要，。 （（56））价无廉腐易蚀得、。无另毒冷一；共却不组沸后致分剂相因、与分液溶待离相剂分、分萃离改层取组变儿、分压破二应力坏次是条塔共完件的沸全精正、互馏常化溶、操学的加作方，入法
共同点：
基本原理相同，都是通过加入适量的质量分离剂，改变 组分之间的相互作用，增大组分的挥发度差异，实现精 馏分离。
不同点：
（1）共沸精馏中加入的共沸剂必须与原溶液中的一个或 几个组分形成共沸物，而萃取精馏中的溶剂无此限 制，共沸剂的选择范围相对较窄；
（2）共沸精馏中共沸剂以汽态离塔，消耗的潜热较多， 萃取精馏中萃取剂基本不变化，因此共沸精馏的能 耗一般比萃取精馏大；