精馏的基本概念
精馏操作
• 3、进料温度变化 进料温度降低 现象：塔底的轻组分会加多，而塔顶的产 品将更纯。 措施：要相应增加塔底的热负荷，减小塔 顶冷凝器的冷负荷。或者将进料位置上移。 进料温度升高， 现象：塔顶的重组分增加，塔底的产品较 纯。 措施：需要增大塔顶的冷凝负荷，降低塔 底的热负荷。或者将进料位置下移
• 4、进料组分变化 1、变重 现象：精馏段的负荷加重，重组分带到塔顶。 温度升高、塔压降低 措施：进料口往下改、加大回流比、加冷量 2、变轻 现象：提馏段的负荷加重，造成轻组分带到 塔底，温度降低、塔压升高 措施：进料口往上改、减小回流比、加热量
四氯乙烯 氟化氢 二氯三氟乙烷 1,2—二氯三氟乙烷 1—氯—1,2,2,2—四氟乙烷 1—氯—1,1,2,2四氟乙烷 五氟乙烷 三氟氯乙烷 1,1,1,2—四氟乙烷 1,1,2,2—四氟乙烷 五氟氯乙烷 六氟乙烷 三氟乙烷 氯化氢
1110 / 123 123a 124 124 a 125 133a 134a 134 115 116 143a /
136.48
-12.00 -10.22
120.03 118.58 102.00
-48.50 6.89 -26.50 -19.72
154.48 138.01 84.04 36.47
-38.7 -78.50 -47.61 -83.70
• 3、回流比
• 回流比是精馏段内液体回流与采出液量之 比。回流比大，分离效果好，产品质量高， 回流比过大，生产能力下降，能耗增加， 回流比对精馏操作影响很大，直接关系到 塔内物料浓度的改变和温度的分布，最终 反映在它的分离效率上。
• 4、压力降
• 塔压力降是衡量塔内气体负荷大小的主要 因素。在进料、出料保持平衡，回流比不 变的情况下，塔压差基本是不变的。当正 常的物料平衡遭到破坏，或塔内温度、压 力改变时，都会造成塔内上升蒸汽流速的 改变，塔液位的改变，引起塔压差的变化。 • PDI
甲醇精馏
甲醇精馏：1.什么是精馏?精馏的原理是什么?答：精馏：是指将由挥发度不同的组分组成的混合液,在精馏塔内同时而多次进行部分汽化和部分冷凝,使其分离成几乎纯态组分的过程。
精馏的基本原理：是利用混合物各组分挥发度不同,从塔底加热物料,产生上升蒸汽与塔顶冷凝下来的回流液在塔盘或填料上充分地进行逆流接触,发生传热和传质过程,易挥发组分汽化进入气相,难挥发组分冷凝进入液相,如此反复多次,使混合物各组分得到分离。
2. 什么叫萃取精馏？答：利用溶剂从水溶液中抽出有用物质，在精馏过程中因有共沸物的存在,用水来提高甲醇的沸点而将其低沸点的杂质分离出来的过程称为萃取精馏。
3. 精馏段和提馏段是如何划分的？其作用是什么？答：入料口以上为精馏段，入料口以下为提馏。
精馏段的作应是自下而上逐步增浓气相中的易挥发组分，即浓缩轻组分。
提馏段的作应是自上而下逐步增浓液相中的难挥发组分，即浓缩重组分。
4. 什么叫回流比、全回流？其最佳回流比是如何确定的？答：回流比：精馏塔内回流量与塔顶产品量之比值叫回流比。
全回流：在精馏操作中，当塔顶蒸汽全部冷凝后，不采出产品，全部流回塔内，这种情况称为全回流。
操作中的最佳回流量是根据当时的系统入料量、塔底温度的高低、产品的质量来调节的，使其达到即经济又保证产品质量的最佳状态时的回流比。
5. 蒸汽管线发生水击，应如何处理？开车时蒸汽管为什么要排放冷凝水？答：打开工段蒸汽导淋，将蒸汽管线内存积的冷凝液排净；稍开蒸汽阀待水排净后再将阀位恢复。
因为系统停车后，蒸汽管里积存了一部分冷凝水，如果开车时不排放管里的冷凝水，待开蒸汽阀门时蒸汽进入管道和管内的冷凝水产生液击，损坏管道和阀门。
6. 液泛是怎样发生的？应如何处理？答：是因塔内上升蒸汽阻止液体涌至下一层塔板，破坏塔的正常操作，若发现仪表各点温度混乱，塔内压力增高则说明液泛。
处理方法是减小蒸汽，减少系统入料，若液泛现象严重应停入料与采出，等塔底压力降低消除液泛现象后再开车。
精馏
闪蒸使液体混合物得到一定
程度的分离。
分凝器---一次部分冷凝
蒸气部分冷凝时，汽
相产物中含有较多轻
组分，液相产物中含
有较多重组分。
部分冷凝可使气体混
合物得到一定程度的
分离
tx y
由图也可以看出：只要液体或气体混合物加热或冷却到 汽液两相区域内，就能实现一定程度的分离。
tx y
汽相混合物经多次部分冷凝后，在汽相
中可获得高纯度的易挥发（轻）组分。
液相混合物经多次部分汽化后，在液相
中可获得高纯度的难挥发（重）组分。
• 精馏塔内有许多塔板；
• 塔板一侧有溢流管，使上一塔板 下降的液体在塔板上维持一定液 面后，顺溢流管逐板下降； • 塔板上开有许多小孔，板上液体 与下一塔板上升蒸气通过小孔直 接接触，液体进行传热与传质。
点，如水的沸点100℃。 沸点随外界压力变化而改变，压力低，沸点也低。 如海拔越高的地方，空气越稀薄，气压也越低，这个地方水的
沸点就降低了。在珠穆朗玛峰上烧水，只要烧到73.5℃，水就沸腾
了。这样的“开水”，不能把饭菜煮熟，也不能杀死某些细菌。
一定温度下：饱和蒸气压越大的物质，沸点越低，易挥发。
第一节
精馏原理
精馏-----分离液体混合物；液体
中各组分的沸点不同；
在精馏塔的每块塔板上同时进行
液体的部分气化、气体的部分冷凝；
在塔顶得到较纯的轻组分（沸点
低的组分）
在塔釜得到较纯的重组分（沸点
高的组分）
一、基本概念
1、温度测量
精馏操作中，温度数值是一
热电偶
重要的控制指标，如进料温度、 顶温、釜温、灵敏板温度、回 流液温度等。 测量方法：热电阻、热电偶 单位：摄氏度(˚C) 绝对温度（K） 换算关系(常压下水的 沸点100 ˚C，绝对温度为373K)
精馏基本知识
精馏原理和流程3.3.1精馏原理精馏：把液体混合物进行多次部分气化，同时又把产生的蒸气多次部分冷凝，使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。
一、全部气化或全部冷凝设在1个大气压下，苯～甲苯混合液的温度为，其状况以A点表示，将此混合液加热，当温度到达（J点），液体开始沸腾，所产生的蒸气组成为（如D点），与成平衡，而且> ,当继续加热，且不从物系中取出物料，使其温度升高到（E点），这时物系内，汽液两相共存，液相的组成为（F点），蒸气相的组成为与成平衡的（G点），且> 。
若再升高温度达到（H点），液相终于完全消失，而在液相消失之前，其组成为（C点）。
这时蒸气量与最初的混合液量相等，蒸气组成为，并与混合液的最初组成相同。
倘再加热到H点以上，蒸气组成为过热蒸气，温度升高而组成不变的为。
自J点向上至H点的前阶段，称为部分气化过程，若加热到H点或H点以上则称全部汽化过程，反之当自H点开始进行冷凝、则至J点以前的阶段称为部分冷凝过程，至J点及J点以下称为全部冷凝过程。
部分汽化和部分冷凝过程实际上是混合液分离过程。
二、部分汽化、部分冷凝全部汽化、全部冷凝与部分汽化、部分冷凝的区别：（1）不从物系中取出物料，（2）温度范围不同。
部分汽化：将混合液自A点加热到B点，使其在B点温度下部分汽化，这时混合液分成汽液两相，气相浓度为，液相为（< ），汽液两相分开后、再将饱和液体单独加热到C点，在温度下部分气化，这时又出现新的平衡或得的液相及与之平衡的气相，最终可得易挥发组分苯含量很低的液相，即可获得近似于纯净的甲苯。
部分冷凝：将上述蒸气分离出来冷凝至，即经部分冷凝至E点，可以得到浓度为的汽相及液相，与成平衡> ，依次类推、最后可得较近于纯净的气态苯。
三、一部分气化、部分冷凝将液体进行一次部分气化，部分冷凝，只能起到部分分离的作用，因此这种方法只适用于要求粗分或初步加工的场合。
显然，要使混合物中的组分得到几乎完全的分离，必须进行多次部分气化和部分冷凝的操作过程。
工业生产中精馏生产实例
环保问题
总结词
精馏过程中产生的废气、废水和固废对环境造成一定的影响。
详细描述
精馏过程中会产生一定量的废气、废水和固废，如不及时处理会对环境造成污染。废气中含有挥发性有机化合物，废 水中的有害物质可能对水体造成污染，固废可能含有重金属等有害物质。
解决方案
采用环保设备和工艺，如RTO/RCO焚烧技术、生物处理技术等，对废气、废水和固废进行处理。同时， 加强生产过程中的清洁生产管理，减少有害物质的产生也是解决环保问题的有效途径。
新型换热器
研发新型的换热器，如板 式换热器、管壳式换热器 等，以提高换热效率和降 低能耗。
新型驱动装置
研发新型的驱动装置，如 磁力泵、蒸汽压缩机等， 以降低能耗和减少机械磨 损。
计算机模拟与优化在精馏中的应用
计算机模拟
利用计算机模拟技术，对精馏过程进行模拟和预测，为优化提供依 据。
优化算法
采用先进的优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，对精馏过程进 行优化，提高分离效率和降低能耗。
工业生产中精馏生产实例
• 引言 • 精馏的基本原理 • 精馏生产实例 • 精馏技术的挑战与解决方案 • 精馏技术的未来发展
01
引言
精馏技术的简介
01
精馏是一种物理分离过程，通过 加热和冷凝的方法将液体混合物 分离成不同成分的液体和蒸汽。
02
精馏技术广泛应用于化工、石油 、制药、食品等工业领域，用于 分离和提纯各种液体混合物。
05
精馏技术的未来发展
高效节能的精馏技术
高效精馏技术
通过改进精馏塔的设计和操作，提高分离效率，降低能耗和物耗。
热集成精馏
将多个精馏塔集成在一起，利用热能回收和再利用，降低能耗。
精馏基础知识培训
精馏塔物料衡算
对稳定操作连续精馏塔，无论塔
V
顶的回流液量与塔釜的再沸蒸汽量多 D,xD
大，料液加入量必等于塔顶和塔釜所 F,zF
得产品量之和。
V L L,xD V＇ L＇
总物料衡算 F D W
V＇
L＇
W,xW
易挥发组分物料衡算 FzF DxD WxW
图10-11 全塔物料衡算
例题：将 5000kg/h 含正戊烷 0.4( 摩尔分率 ) 的正戊烷 正己烷混合液在连续精馏塔内分离 , 馏出液含正戊烷 0.98, 釜液含正戊烷不高于 0.03。 求：馏出液、釜液的流量及塔顶易挥发组分的回收率。
萃取操作过程
萃取过程中，所选择的溶剂 称为萃取剂；混合液在溶解度 大的组分称为溶质，而不溶或
原料液
溶解度小的组分称为稀释剂。
经过混合、分离后形成两 层液相：萃取相和萃余相。萃 取剂提取了溶质成为萃取相， 分离出溶质的混合液成为萃余 相。
萃取剂回收
通常 ,萃取过程在高温下进行,萃取的结果是萃 取剂提取了溶质成为萃取相，分离出溶质的混合液 成为萃余相。萃取相的混合物，需要用精馏或解吸 等方法进行分离，得到溶质产品和溶剂（萃取剂）， 萃取剂供循环使用。
2 、蒸馏分离的特点
（ 1 ）通过蒸馏操作，可以直接获得所需要的产品， 而吸收和萃取还需要如其它组分；
（ 2 ）蒸馏分离应用较广泛，历史悠久； （ 3 ）能耗大，在生产过程中产生大量的气相或液相。
3 、蒸馏的分类
3 、蒸馏的分类
第二节 工作原理 平衡蒸馏
工作原理: 利用液体混合 物中各组分挥发性差异 ，以热能为媒介使其部 分汽化从而在汽相富集 轻组分、液相富集重组 分而分离的方法。
T8塔顶为萃余相，得到二类石油醚原料，塔底 为萃取相，进到T9塔。T9分离出粗苯（溶质）和萃 取剂（溶剂）。
化工原理精馏-PPT
提馏段 V1 ' V2 ' V3 ' ... V ' constant 2.恒摩尔液流
精馏段 L1 L2 L3 ... L constant 提馏段 L1 ' L2 ' L3 ' ... L ' constant
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
溶液中易挥发组分挥发度与难挥发组分挥发度之比
vA pA / xA
气液平衡关系的表示法 1）用饱和蒸气压表示
拉乌尔定律：理想溶液气相中组分的分压等于纯组分 在该温度下的饱和蒸气压与其在溶液中摩尔分数乘积
pA pAo xA pB pBo xB pBo (1 xA )
A:易挥发组分，沸点低组分 B:难挥发组分，沸点高组分
x: 液相中易挥发组分的摩尔分数； 1-x:难挥发组分的摩尔分数
在精馏塔的塔板上气液两相接触时，若有n kmol/h的蒸气冷凝，相应有n kmol/h液体气 化。
1.5.2 物料衡算与操作线方程 1.全塔物料衡算 总物料：
F D W
F ， D ， W--- 原 料 液 、 馏 出 液 、 釜残液摩尔流量,kmol/s
易挥发组分：
FxF DxD WxW
xF，xD，xW---易挥发组分的 摩尔分数
L qF L qF W
《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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精馏的基本概念
精馏的基本概念
精馏是一种分离混合物中不同组分的方法，其原理是利用不同组分在液态和气态之间转化时的沸点差异。
在精馏过程中，混合物被加热至沸腾，然后通过冷凝器冷却，使得不同组分在液态和气态之间转化，并被收集。
一、精馏的原理
1. 沸点差异原理
精馏原理基于混合物中各组分沸点的差异。
当混合物被加热至其沸点时，其中具有较低沸点的组分首先蒸发，形成蒸汽。
这些蒸汽通过冷凝器冷却并变为液体，从而单独收集每个组分。
2. 热力学原理
精馏还遵循热力学规律。
当两种或多种组分混合时，它们会自发地向着更稳定的状态转化。
因此，在混合物中存在着一种趋势，即使在相同温度下也会使其中某些组分具有更高的浓度。
二、精馏过程
1. 简单批量蒸馏
简单批量蒸馏是最基本的精馏方法。
在这种情况下，混合物在一个容
器中被加热，然后通过一个冷凝器进行冷却，并收集不同组分。
这种
方法通常用于分离液态混合物。
2. 稳态蒸馏
稳态蒸馏是一种连续操作的精馏方法。
混合物被加热并注入塔中，然
后沿着塔向上流动。
在塔的不同层次上，存在着不同的温度和压力条件，使得不同组分可以逐步分离。
3. 气相色谱法
气相色谱法是一种高效、快速、准确的精馏技术。
它利用气体载体将
混合物中的组分带到某个检测器中进行检测。
该技术广泛应用于化学、制药和食品工业等领域。
三、应用领域
1. 化学工业
在化学工业中，精馏广泛应用于提纯化学品和制备高纯度试剂。
2. 石油工业
石油工业使用精馏来提取原油中的各种组分，并将其转化为成品油。
3. 食品工业
食品工业中，精馏用于提取香料和调味品中的各种化合物，以及酿造酒类和饮料。
4. 制药工业
制药工业使用精馏来提取药物中的活性成分，并将其纯化为高纯度药物。
四、总结
精馏是一种分离混合物中不同组分的方法，其原理基于沸点差异和热力学规律。
精馏过程包括简单批量蒸馏、稳态蒸馏和气相色谱法等。
该技术广泛应用于化学、石油、食品和制药等领域。