化工原理--精馏原理课件

第七章第七章 蒸馏蒸馏第七章 蒸馏1易挥发组分（轻组分）易挥发组分（轻组分）A A难挥发组分（重组分）难挥发组分（重组分）B B双组分混合液双组分混合液 气气 相相轻组分富集轻组分富集液液 相相重组分富集重组分富集rinciples of Chemical EngineeringP部分汽化部分汽化复习回顾复习回顾蒸馏分离的依据（或基础）蒸馏分离的依据（或基础）各组分挥发性的差异各组分挥发性的差异易挥发组分（轻组分）A难挥发组分（重组分）B双组分混合液 气2rinciples of Chemical EngineeringPrinciples of Chemical EngineeringP蒸馏分离的基础蒸馏分离的基础 组组 分分挥发性差异挥发性差异蒸馏分离的目标蒸馏分离的目标 组组 分分高纯度分离高纯度分离rinciples of Chemical Engineer3rinciples of Chemical EngineeringP一、简单蒸馏一、简单蒸馏二、平衡蒸馏二、平衡蒸馏三、三、精精 馏馏第三节第三节 蒸馏方式及其原理蒸馏方式及其原理rinciples of Chemical Engineer4rinciples of Chemical EngineeringP凉水凉水rinciples of Chemical Engineer5rinciples of Chemical EngineeringP简单蒸馏装置简单蒸馏装置馏出液馏出液rinciples of Chemical Engineer601.0 x(y)t/Crinciples of Chemical EngineeringP简单蒸馏原理简单蒸馏原理简单蒸馏简单蒸馏简单蒸馏简单蒸馏 特点：特点：特点：特点：间歇操作；间歇操作；馏出液分段收集；馏出液分段收集；分离程度不高。分离程度不高。xfyx01.0 x(y)t/Crinciples of Chemi7rinciples of Chemical EngineeringP平衡蒸馏流程图平衡蒸馏流程图rinciples of Chemical Engineer8P1tx(y)0rinciples of Chemical EngineeringPAxy1.0 xftfBt平衡蒸馏原理平衡蒸馏原理P2平衡蒸馏平衡蒸馏平衡蒸馏平衡蒸馏 特点：特点：特点：特点：连续操作连续操作,稳定；稳定；分离程度不高。分离程度不高。CP1tx(y)0rinciples of Chemical 9rinciples of Chemical EngineeringP天地玄黄，天地玄黄，宇宙洪荒。宇宙洪荒。气之轻清者上浮为天，气之轻清者上浮为天，气之重浊者下凝为地气之重浊者下凝为地.盘古开天辟地盘古开天辟地典故：典故：rinciples of Chemical Engineer10rinciples of Chemical EngineeringP【结论】【结论】平衡蒸馏仅通过一次部分汽化和部分冷凝，平衡蒸馏仅通过一次部分汽化和部分冷凝，只能对混合液实现一定程度的分离。只能对混合液实现一定程度的分离。如何实现高纯度的分离？如何实现高纯度的分离？rinciples of Chemical Engineer11rinciples of Chemical EngineeringP三、精馏三、精馏三、精馏三、精馏（一）精馏原理（一）精馏原理2.2.将将混混合合蒸蒸气气进进行行多多次次部部分分冷冷凝凝，最最终可得到几乎纯的终可得到几乎纯的轻组分轻组分。1.1.将将混合液体混合液体进行进行多次部分汽化多次部分汽化，最终可得到几乎纯的最终可得到几乎纯的重组分重组分。结论结论x1y1x2y2ym-1ymxm-1xmy2yn-1ynx2xn-1xn多次部分汽化和多次部分冷凝多次部分汽化和多次部分冷凝rinciples of Chemical Engineer12近纯净近纯净重组分重组分V1 y1V2 y2Vn-1 yn-1L1 x1L2 x2Lm-1 xm-1Lm xmL2 x2Ln-1 xn-1V2 y2Vm-1 ym-1Vm ymx2xm-1xmVn ynLn xn近纯净近纯净轻组分轻组分能耗大。能耗大。存在问题：存在问题：y2yn-1x1液相：液相：xFy1气相：气相：1.设计流程设计流程F，xF加热器加热器加热器加热器冷凝器冷凝器分离器分离器1多次部分汽化和多次部分冷凝多次部分汽化和多次部分冷凝近纯净V1 y1V2 y2Vn-1 yn-1L1 x13rinciples of Chemical EngineeringP多次部分汽化多次部分汽化和多次部分冷凝和多次部分冷凝 组组 分分高纯度分离高纯度分离经济上不合理经济上不合理理论上可行理论上可行rinciples of Chemical Engineer14rinciples of Chemical EngineeringP纯净纯净重组分重组分V1 y1V2 y2Vn-1 yn-1L1 x1L2 x2Lm-1 xm-1Lm xmL2 x2Ln-1 xn-1V2 y2Vm-1 ym-1Vm ymVn ynLn xn纯净纯净轻组分轻组分F，xF加热器加热器冷凝器冷凝器能耗大。能耗大。存在问题：存在问题：产量少；产量少；设备庞杂，设备庞杂，费用高；费用高；产量少；产量少；能耗大。能耗大。解决途径：解决途径：1.中间物料回流；中间物料回流；2.高温蒸汽与低高温蒸汽与低温液体之间换热，温液体之间换热，省掉中间加热器省掉中间加热器和冷凝器。和冷凝器。rinciples of Chemical Engineer15rinciples of Chemical EngineeringP重重轻轻V1 y1V2 y2Vn-1 yn-1Vn ynL1 x1L2 x2Lm-1 xm-1Lm xm重重轻轻2.改进流程改进流程塔板塔板有回流的多次部分汽化和多次部分冷凝有回流的多次部分汽化和多次部分冷凝rinciples of Chemical Engineer16rinciples of Chemical EngineeringPrinciples of Chemical Engineer17蒸馏分离的基础蒸馏分离的基础 组组 分分挥发性差异挥发性差异蒸馏分离的目标蒸馏分离的目标 组组 分分高纯度分离高纯度分离Principles of Chemical Engineering回流回流手段手段蒸馏分离的基础 组 分蒸馏分离的目标 组 分化 工 原18rinciples of Chemical EngineeringP（三）连续精馏流程（三）连续精馏流程1.连续精馏装置组成：连续精馏装置组成：精馏段精馏段提馏段提馏段2.全塔分段：全塔分段：3.精馏传质：精馏传质：双向传质：双向传质：液相回流液相回流气相回流气相回流回流回流增浓气相中轻组分增浓气相中轻组分增浓液相中重组分增浓液相中重组分rinciples of Chemical Engineer19精馏过程的实现精馏过程的实现分析相图得出结论：分析相图得出结论：多次部分汽化多次部分汽化多次部分冷凝多次部分冷凝设计流程设计流程理论上可行理论上可行经济上不合理经济上不合理改进流程改进流程回流回流否定否定否定之否定否定之否定小结小结肯定肯定1.1.深刻理解精馏的原理：深刻理解精馏的原理：多次部分汽化和多次部分冷凝联合多次部分汽化和多次部分冷凝联合挥发性的差异挥发性的差异是基础，是基础，回流回流是手段。是手段。2.2.通过精馏发展历程，我们得到的启示通过精馏发展历程，我们得到的启示.1 1）综合考虑理论技术与经济生产，树立工程意识。）综合考虑理论技术与经济生产，树立工程意识。2 2）通过否定之否定思想，科学地看待问题。）通过否定之否定思想，科学地看待问题。3 3）付出定律：付出越多，回报越多。）付出定律：付出越多，回报越多。精馏过程的实现分析相图得出结论：设计流程理论上可行经济上不合201.1.精馏塔全塔温度、组成变化情况：精馏塔全塔温度、组成变化情况：温度：温度：越往塔顶温度越往塔顶温度 ，越往塔釜温度越往塔釜温度 。组成：组成：越往塔顶轻组分含量越往塔顶轻组分含量 ，越往塔釜重组分含量越往塔釜重组分含量 。2.2.判断下面说法是否正确：判断下面说法是否正确：在精馏的热质传递过程中，是热量传递（冷凝）导致了在精馏的热质传递过程中，是热量传递（冷凝）导致了质量传递（汽化）。质量传递（汽化）。【课堂练习【课堂练习】低低高高高高高高1.精馏塔全塔温度、组成变化情况：温度：越往塔顶温度 21Thank You 22重重轻轻V1 y1V2 y2Vn-1 yn-1Vn ynL1 x1L2 x2Lm-1 xm-1Lm xm重重轻轻进料板进料板精馏段精馏段提馏段提馏段重轻V1 y1V2 y2Vn-1 yn-1Vn yn23见山是山，见水是水。见山是山，见水是水。见山不是山，见水不是水。见山不是山，见水不是水。见山还是山，见水还是水。见山还是山，见水还是水。见山是山，见水是水。见山不是山，见水不是水。见山还是山，见水24