化工原理课件 液体精馏.ppt
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化工原理课件 液体精馏.ppt

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WarrenKendallLewis(1882—1975)经历:before1920:ArthurD.Little的提醒下,和Walker&WilliamH.McAdams一起提出了"unitoperations"ofthechemicalindustry--distillation,vaporization,separationprocesses,heattransfer,combustion,absorption,fluidflow,filtration,andsoon1923:经典著作PrinciplesofChemicalEngineeringbyWalker,Lewis,andMcAdamsIndustrialStoichiometry(1926)withA.H.Radaschmaterialandenergybalances后期研究:早期工作:皮革、橡胶等工业处理层土、纺织品和塑料TheIndustrialChemistryofColloidalandAmorphousMaterials(1942)1932&G.L.MathesonStudiesindistillationdesignofrectifyingcolumnsfornaturalandrefinerygasolineInd.Eng.Chem.24(5):494-8.三、加料热状态的选择:R、L不变时进料中所含热量愈多塔釜则不需要再供给原工况那么多的热量即上升蒸气量下降提馏段操作线斜率增大并向平衡线靠近使NT增多要是塔釜加热量QB不变进料中所含热量愈多塔顶冷凝量QC则要增大,即R也增大所需NT减少消耗在原料预热中的能量却很大q的选择:投资费用和操作费用的矛盾分析q对能量消耗的影响:通过精馏过程的热量衡算结论:料液在原来热状态下加入塔内消耗的能量最少预热原料只能增大能耗,而且预热程度愈高,能耗愈大且还会增加设备(预热器)的投资精馏塔中热量分布的原则:四、双组分精馏过程的其他类型1、直接蒸气加热SteamDistillationoropenstream:直接蒸汽加热的特点设通入的加热蒸气:饱和蒸气按恒摩尔流的假定塔釜的蒸发量V与加入蒸气量S相等而L=W精馏段操作线方程与常规间接蒸气加热时完全相同提馏段:物料衡算:得同间接加热则操作线过点(xW,0)2、多股进料(多侧线塔)Multiplefeeds:多股进料的计算原则塔中第ІІ段操作线斜率必大于第І段的,第Ш段斜率必大于第ІІ段的第І段精馏段、Ш段提馏段操作线方程与单股进料的常规塔相同,而第ІІ段的操作线方程由物料衡算求得各股进料的q线方程仍与单股加料时相同最小回流比预先混合:两股浓度不同的物料然后加入塔中某适当位置进行精馏分离不利混合与分离:两个相反的过程在分离过程中任何混合现象,必意味着能耗的增加3、侧线出料Sidestreamsordrawoffs:用于:组成不同的两种或多种产品时在塔内相应组成的塔板上安装侧线抽出产品为塔板上的泡点液体或板上的饱和蒸气物料衡算饱和液体出料饱和蒸汽出料操作线特点:三段操作线第ІІ段操作线斜率必小于第І段最小回流比的问题:恒浓区一般出现在q线与平衡线的交点处即挟点一般出现在ІІ、Ш段操作线的交点处复杂塔4、回收塔(提馏塔、蒸出塔):使用场合:节能粗分、回收轻组份,或低浓度下:较大较多见如:从稀氨水中回收氨分析和计算操作线最大馏出液浓度的问题如:过冷液体进料5、精馏塔(狭义上的)分析和计算如:教材习题:8*(P139)6、分凝器partialcondenser:全凝器:xD(饱和液体)=y1(饱和蒸汽)分凝器:即将第一块板上升的蒸气进行部分冷凝,冷凝下来的那部分液体回流入塔,未冷凝下来的那部分蒸气再经全凝器冷凝未液体,作为塔顶产品。(1)塔顶上升蒸气量太大一个冷凝器不好完成任务,以多个冷凝器的设计合理一些(2)当组分复杂时,为了除去比产品沸点低的杂质时往往采用多个分凝器,通过调节冷却水来控制冷凝器的温度(3)合理利用热能:如酒精厂的酒精精馏:第一分凝器的温度高,用于预热原料第二分凝器冷却水可作洗澡水第三分凝器冷却水可作发酵用水分凝器实际生产中使用较少分凝器各个组成之间的关系:y1蒸汽部分冷凝为:x0和y0关系:x0~y0?xD~y0?x0~y1?分凝器:相当于一块理论板分凝器的操作线假设塔顶的第一块塔板的浓度相同全凝器:xD=xL分凝器:xD≠xL分凝器操作线的顶点不在对角线上五、吸收和精馏的区别2、吸收:液体始终以低于泡点的温度下进行精馏:液体的部分气化与气体的部分冷凝始终同时进行着3、相同处:精馏塔的上