蒸馏完整ppt课件

《化工原理蒸馏》课件

蒸馏的原理与流程
蒸馏原理
基于不同组分在汽化、冷凝过程中的物理性质差异，通过控制温度和压力，使不同组分得以分离。
蒸馏流程
包括加热、汽化、冷凝、收集等步骤，通过优化流程参数，提高分离效果和效率。
蒸馏在化工中的应用
01
02
03
石油化工
蒸馏是石油化工中常用的分离方法，用于生产汽油、柴油、煤油等。
02
数学模型通过建立数学方程来描述蒸馏塔内各相之间的传递和
反应过程，以便对蒸馏过程进行模拟和优化。
常见的蒸馏过程数学模型包括质量传递、动量传递和热量传递
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模型，以及涉及化学反应的模型。
蒸馏过程的模拟软件介绍
01
蒸馏过程的模拟软件是用于模拟和优化蒸馏过程的计算机程序。
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这些软件基于数学模型，通过数值方法求解描述蒸馏过程的偏微分方程，以预测蒸馏塔的操作性能和优化设计。
蒸馏压力也影响蒸馏效率和产品质量。在高压下，液体沸点升高，可分离沸点更接近的组分。
蒸馏速率
回流比
蒸馏速率决定了蒸馏过程的效率。过快的蒸馏速率可能导致产品质量下降，而慢速蒸馏则可以提高产品质量和分离效果。
回流比是影响蒸馏效率和产品纯度的关键参数。增大回流比可以提高产品纯度，但也会增加能耗和操作成本。
新型塔板和填料的应用
采用新型塔板和填料可以提高蒸馏效率和分离效果，降低能耗和操作成本。
强化传热传质技术
采用强化传热传质技术可以提高蒸馏效率，减小设备体积和操作成本。
过程集成与优化
通过过程集成与优化，实现蒸馏过程的节能减排和资源高效利用。
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蒸馏过程的模拟与计算
蒸馏过程的数学模型
01

化工原理蒸馏PPT课件

1
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1. 利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
在一定的压力下t fx
t gy
? 理想物系
在一定的温度下pAf x 理想物系 pBgx
p
A
pB
ห้องสมุดไป่ตู้
p
0 A
x
A
p
0 B
x
B
拉乌尔定律
理想物系的 t - x （ y ）相平衡关系：
对理想物系，汽相满足： P p A p B p0 AxpB 0(1x)
vA
pA xA
vB
pB xB
显然对理想溶液，根据拉乌尔定律有：
Ap0 A，BpB 0
什么是相对挥发度？
相对挥发度
vA vB
pA pB
xA xB
yA yB
xA xB
显然对理想溶液，有：
p
0 A
p
0 B
y x 1( 1)x
8
液体混合物的蒸气压
10
§6.2 双组分溶液的气液相平衡
二元物系汽液相平衡时，所涉及的变量有：
温度t、压力P、汽相组成y、液相组成x等4个。
t, P, y
A
B
f C 2 2 2 2 2 t, x
溶液（ A+B）
加热
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§6.2 二元物系的汽液相平衡
P 一定
B
露点线汽相区
t-y
t 泡点线两相区
露点线一定在泡点线上方。杠杆原理：力力臂 = 常数
t-x
L1
液相区
0
x 或y

本章主要介绍蒸馏的基本原理(共49张PPT)

由其泡点或露点计算确定。对液相则由泡点计算确定其
平衡常数、泡点及与之平衡气相组成，并
有
。对气相混合物，则由露点计算来确定
其、及。
第七页，共四十九页。
二元混合物相平衡关系
对于理想的二元混合物的相平衡(pínghéng)关系，由平衡常 (pínghéng) 数表示，则有：
YA=KA.xA, KA =pA/P, yB=KB.xB， KB =pB/P
(10.27)
式（ 10.27 ）为提馏段操作方程常用表达式，亦为线性方程，关联提馏段任意塔截面(jiémiàn)上，上升蒸气与流下液相组成xn，yn+1 的关系。已知流下液相组成，即可由式（ 10.27 ）得来自n+1板上的蒸气组成。
第二十五页，共四十九页。
若将精馏段及提馏段两操作线与平衡曲线（y～x）同时(tóngshí)绘于同一直角坐标中，如图10-7所示。精馏段操作线如DC所示，提馏段操作线如QW所示。
第三节二元连续(liánxù)精馏的分析和计算
10－8 全塔物料(wùliào)衡算
应用全塔物料衡算可以找出经历塔顶、底的产量与进料量及各组成之间的关系。如图10－5所示。令：
F为料液流量；D为塔顶产品（馏出液）流量；W为塔底产品（釜液）流量；ZF 为料液组成；xD、xW为塔顶、底产品的组成。
本章重点：
·连续精馏过程的基本原理及过程描述的基本方法 ·二元精馏过程的设计以及精馏过程的操作分析与诊断 ·精馏过程的塔设备
第三页，共四十九页。
第一节二元物系的气液平衡(pínghéng)
a. 气液相平衡
b. 在一封闭容器中,如图6.1.1所示。在一定条件下，液相中各组分均有部分(bùfen)分子从界面逸出进入液面上方气相空间，而气相也有部分(bùfen)分子返回液面进入液相内。经长时间接触，当每个组分的分子从液相逸出与气相返回的速度相同，或达到动态平衡时，即该过程达到了相平衡。平衡时气液两相的组成之间的关系称为相平衡关系。它取决于体系的热力学性质，是蒸馏过程的热力学基础和基本依据。

第十章---蒸馏PPT课件

馏出液总量 V = L0 - L = 100-62 = 38mol 设馏出液中组分A的摩尔分数为ym , 作整个蒸馏过程组分A的物料衡算： L0x0 = Lx+Vym
y m L 0 x 0 V L x1 0 0 ..5 0 3 0 6 8 2 0 .2 8 0 .818 6
3．水蒸气蒸馏
ppwpA
（a）0.69，（b）0.88，（c） 0.92，（d）0.94。
.
27
10.3C 提馏段的物料衡算
LVW
LxmVym1WWx
提馏段操作线方程式：
ym1L'L W ' xmLW 'WxW
.
28
10-4 进料状态对精馏的影响
10.4A 进料热状态
1．进料热状态参数假设进料为汽液混合物，每1mol进料中液相为qmol ，
轻组分汽液两相单共存区
汽相线汽相单相区
.
7
（２）定p下的T-x图双组分体系
泡点（bubble point）
汽相单相区露点
汽相线
露点（dew point）
汽液两相平衡共存区。
泡点
液相线
液相单相区
.
8
（２）定p下的T-x图双组分体系
恒沸物
恒沸物
最低恒沸点
.
最高恒沸点
9
（３）定p下的y-x图
.
43
，求 q 值：q H V H F V h c p ( T b T F ) 3 .1 2 0 .1 5 ( 3 9 6 3) 7 2 1 .2 8
H V H L V h
3 .1 2
q 1.20 6.00 q1 1.201
从对角线上y = x = xF = 0.45 的点作斜率为6.00 的直线，即为 q 线，与精馏段操作线交于点d 。

化工原理蒸馏PPT

测数据或用安托因（Antoine ）方程进行推算：
p P
0 A
0 P pB 0 p0 p A B
B ln p A t C
0
2 用相对挥发度表示的气液平衡关系
对于混合液中的某一组分 i，挥发度i 定义为:
pA vA xA
vB pB xB
显然对理想溶液，根据拉乌尔定律有：
t f x
理想物系
?
理想物系的 t-x（y）相平衡关系：
0 对理想物系，汽相满足： P p A pB p 0 x p A B (1 x )
0 P pB x 0 0 p A pB pA p0 Ax y P P
0 p0 A 、 p B 仅与温度 t 有关，可采用实
纯组分的饱和蒸气压仅与温度 t 有关，可采用实测数据或用安托因（Antoine）方程进行推算：
B ln p A t C
0
液体的饱和蒸气压是表示液体挥发能力的一种属性。液体的挥发能力越大，其蒸气压就越大。
什么是挥发度？
对于纯液体，可以用蒸汽压 p0 大小表示其挥发度
对于混合液中的某一组分 i，挥发度i 定义为:
α的大小反映了混合液分离的难易程度。
表1
t, 0C
苯－甲苯物系的相对挥发度随温度的变化关系
80.1 760 292 2.60 84 856 334 2.56 88 963 381 2.53 92 1081 434 2.49 96 1210 492 2.46 100 1350 556 2.43 104 1502 627 2.40 108 1668 705 2.37 110.6 1783 760 2.35
液体混合物的蒸气压
1、对于二组分混合液，由于B组分的存在，使得A组分在汽相中的蒸气分压比其在纯态下的饱和蒸气压要小。