当前位置:
文档之家› 化工原理概述双组分溶液的气液相平衡
化工原理概述双组分溶液的气液相平衡
【特点】具有生产能力大、产品 质量稳定、操作方便等优点,主 要应用于生产规模大、产品质量 要求高等场合, 连续蒸馏为稳态 操作。
2020/3/18
(3)按分离物系中组分的数目 【双组分精馏 】分离的液体混合物中有两种组分。 【多组分精馏 】分离的液体混合物中有三种或以上 的组分。 【说明】工业生产中, 绝大多数为多组分精馏 ,但 两组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精 馏,只是在处理多组分精馏过程时更为复杂些,因 此,本课程 以两组分精馏为基础 来讨论有关问题。
2020/3/18
【流程说明 】空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质 ,进入压缩机压缩,再经过分子筛净化器除去水蒸 气和二氧化碳等杂质气体。然后进行冷却、降压, 当温度降至 -170℃左右时,空气开始部分液化进入 精馏塔,根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。
2020/3/18
(4)蒸馏操作是通过 对混合液加热建立汽液 两相体系的,所得到的 汽相还需要再冷凝液化 。因此, 蒸馏操作能 耗能较大 。蒸馏过程 中的节能是个值得重视 的问题 。
2020/3/18
以天然气为原料合成甲醇组成表
甲醇 81.5 正丁醇
二甲醚 0.016 甲酸
乙醇 0.035 甲酸甲酯
异丙醇 0.005 丙酮
正丙醇 0.008
水
异丁醇 0.007
0.003 0.055 0.055 0.002 18.37
2020/3/18
A
B
C
A
B
C
B
C
D
C
D
D
D
四组分三塔串联精馏流程图
2020/3/18
石 油 的 常 压 蒸 馏
2020/3/18
2、蒸馏的依据 ( 1 )液体混合物中 各组分( component )挥发性 (volatility )的大小不同; (2)在分离设备 中,以 热能为媒介 使其部分汽化, 形成汽、液两相物系; (3)在汽相富集轻组分,液相富集重组分 ,使液体 混合物得以分离。
2020/3/18
二、双组分溶液的气液相平衡
1、饱和蒸气压 (1)什么是饱和蒸气压?
第六章
蒸馏
一、概述 二、双组分溶液的气液相 平衡
1、溶液的蒸气压 2、两组分理想物系的汽液相平衡 3、两组分非理想物系的汽液平衡
2020/3/18
一、概述
1、什么是蒸馏?
【定义】是分离液体混合物 的单元 操作之一。 【例如】( 1)将原油蒸馏 可得到汽 油、煤油、柴油及重油等; (2)将混合芳烃 蒸馏可得到苯、甲苯及二甲苯等; (3)将液态空气 蒸馏可得到纯态的液氧和液氮等。
2020/3/18
(4)按操作压力 【常压蒸馏 】常压下泡点为 室温至150℃左右的液体 混合液,一般采用 常压(大约1atm )蒸馏; 【加压蒸馏 】常压下为气态 (如空气、石油气)或 常压下泡点为室温 的混合物,常采用 加压(操作压 力高于1atm )蒸馏; 【减压蒸馏 】对于常压下泡点较高或热敏性混合物 (高温下易发生分解,聚合等变质现象),宜采用 减压(操作压力低于 1atm )蒸馏。
2020/3/18
5、蒸馏过程的分类 (1)按蒸馏原理 ①简单蒸馏和平衡蒸馏 【特点】为单级蒸馏过程; 【用途】①混合物中各组分的 挥发度相差较大 ;
②对分离要求不高 的物系。
2020/3/18
②精馏 【特点】为多级蒸馏过程; 【用途】适用于难分离物系(相对挥发度较小)或 对分离要求较高的场合; ③特殊精馏 【特点】采用特殊方法进行的精馏(如 萃取精馏、 恒沸精馏) ; 【用途】适用于某些普通精馏难以分离或无法分离 的物系。
乙醇 +水
加热
汽相: 醇富集
冷凝
乙醇 产品
液相: 水富集
冷却
废水
乙醇——水体系的蒸馏分离
2020/3/18
2020/3/18
接管
冷凝器
蒸馏釜
储罐
蒸汽
乙醇+水 加热
产品
2020/3/18
2020/3/18
2020/3/18
精 馏 塔
2020/3/18
4、蒸馏分离的特点 (1)通过蒸馏分离 可以直接获得所需要的产品 。而 吸收、萃取等分离方法,由于有外加的溶剂,需进 一步使所提取的组分与外加组分再行分离,因而蒸 馏操作流程通常 较为简单。 (2)蒸馏过程 适用于各种浓度 混合物的分离 ,而吸 收、萃取等操作,只有当被提取组分 浓度较低 时才 比较经济。
2020/3/18
粗 甲 醇 精 馏 工 艺 流 程 图
2020/3/18
原料 溶剂
轻相
混合器
澄清槽
【说明】(1)在萃取相中不能直接获得所需要的重产相品;
(2)如果组分的浓度太大,所需要的溶剂(萃取剂
单级萃取流程示意图
)用量太大,后续的分离任务重,不经济。
2020/3/18
(3) 蒸馏分离的 适用范围广 ,它不仅可以分离液 体混合物,而且 可用于气态或固态混合物的分离 。 【例如】可将空气加压液化,再用精馏方法获得氧 、氮等产品;( 分离气态混合物 ) 【再如】脂肪酸的混合物,可用加热使其熔化,在 减压下条件下用蒸馏方法进行分离。( 分离固态混 合物)
2020/3/18
3、轻组分与重组分 【轻组分】沸点低、挥发性大的组分; 【重组分】沸点高、挥发性小的组分。 【例如】乙醇——水体系 乙醇(沸点 78.4℃)是轻 组分,水(沸点 100℃)是重组分;
苯——甲苯体系 苯(沸点 80.1℃)是轻组分,甲 苯(沸点 110.8 ℃)是重组分。
2020/3/18
2020/3/18
Байду номын сангаас
(2)按蒸馏操作方式 【间歇蒸馏 】原料液一次性加入到分离设备中,在 分离过程中,不再加入原料液。
【特点】具有操作灵 活、适应性强等优点 ,主要应用于小规模 、多品种或某些有特 殊要求的场合,间歇 蒸馏为非稳态操作。
2020/3/18
【连续蒸馏 】原料液连续不断的加入到分离设备中 ,连续不断的获得各种产品。
2020/3/18
【原油蒸馏工艺简介 】
塔顶压力约为 130~170kPa
塔顶压力约为 1~5kPa
2020/3/18
原油常减压蒸馏流程示意图
常压塔
减压塔
石油炼制中使用的 250 万吨常减压装置
2020/3/18
5、蒸馏与吸收之异同 (1)共同处 ①均为气液两相的传质过程; ②所使用的主体设备相同。 (2)不同之处 ①分离的 对象 不同; ②分离的 依据 不同; ③吸收仅为质量传递过程,蒸馏为 热质传递 过程。