L,

hLW,

hWV,hVQB

V

hV

WhW

LhL近似假定，hW

hL

，于是浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾2/24QB

V

hV

hL

V

rW八、精餾塔的熱量衡算1．再沸器的熱負(fù)荷對再沸器作熱量衡算得：D,

hDV,hV浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾3/24L,

hD八、精餾塔的熱量衡算2、冷凝器的熱負(fù)荷對冷凝器作熱量衡算得：QC

VhV

DhD

LhD

V

hV

hD

VrD浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章

蒸餾4/24D,

xDF,

xFW,

xLV通常QF、QD、QW數(shù)值較小，可忽略不計(jì)，于是

若Ql

忽略，則

八、精餾塔的熱量衡算3．全塔熱量衡算浙江大學(xué)本科生課程43215678911塔10板12138090100110tmaxxF=0.4第九章蒸餾5/24化工原理Fx

=0.43序號溫度九、精餾塔內(nèi)的溫度分布和靈敏板靈敏板：當(dāng)正在操作中的精餾塔受到某一外界干擾，如回流比、進(jìn)料組成波動等，全塔各板的組成和溫度將發(fā)生變化。變化最靈敏的一塊板或相鄰的幾塊板稱為靈敏板。第九章蒸餾6/24化工原理定義：將水蒸氣直接通入不溶于水的物系進(jìn)行蒸餾。特點(diǎn)：水蒸汽與物質(zhì)在低沸點(diǎn)下一起蒸出（比任一純組分的沸點(diǎn)均低），經(jīng)冷凝、分層，除去水分從而得到產(chǎn)品。水蒸汽既作加熱劑，又作夾帶劑適用范圍：沸點(diǎn)較高或高溫下易分解，且不溶于水的物系為什么不互溶物系的沸點(diǎn)比任一純組分的沸點(diǎn)均低？例：水與苯不互溶物系，常壓下，水的沸點(diǎn)為100℃，苯的沸點(diǎn)為80.1℃，而水—苯混合物的沸點(diǎn)則為69.5℃,比兩純組分的沸點(diǎn)均低。浙江大學(xué)本科生課程反應(yīng)精餾間歇精餾水蒸汽蒸餾特殊精餾§9.5

其它精餾方式一．水蒸汽蒸餾P

p0

p0A

Wt<

t1

t<t2如何確定水蒸汽蒸餾時(shí)的沸點(diǎn)呢？A W

P

p0

f

t

p0pW~

tp

0p

A

~

t00P

p

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tWAW找

p0

~

t

線和(P

p0

)

~

t

線交點(diǎn)液體上方A和水的蒸汽壓分別等于它們同溫度下的飽和蒸汽壓浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾7/24t水A0pAW一般地，設(shè)總壓P下，純組分A的沸P

p0§9.5

其它精餾方式點(diǎn)為t1、水的沸點(diǎn)為t2，水與A混合物的沸點(diǎn)為t，則A與水不t互溶浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾8/24§9.5

其它精餾方式思考：直接蒸汽加熱的精餾過程與水蒸汽蒸餾過程有何本質(zhì)區(qū)別？通入的蒸汽作用相同否？二者本質(zhì)區(qū)別：直接蒸汽加熱的精餾過程用于互溶的水溶液，水蒸汽蒸餾過程用于不互溶的溶液。前者中的水蒸汽主要為加熱劑，

而后者既是加熱劑、又是夾帶劑。特點(diǎn)：不穩(wěn)定；只有精餾段，沒有提餾段§9.5

其它精餾方式二．間歇精餾D,

xD加熱蒸汽F,

xF浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾9/24間歇精餾流程簡圖間歇精餾通常有恒回流比、恒餾出液組成這兩種操作方式思考：間歇精餾與簡單蒸餾有何相同和不同之處？間隙精餾流程簡圖D,

xD加熱蒸汽F,

xFxyc1c2c3§9.5

其它精餾方式浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾10/241．恒回流比操作xac2c3yc1§9.5

其它精餾方式D,

xD加熱蒸汽F,

xF浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾11/24間隙精餾流程簡圖2．恒餾出液組成操作浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾12/24-----用于

1

的混合液或

1

的混合液§9.5

其它精餾方式在被分離的混合液中加入第三組分，以改變原混合物組分間的相對揮發(fā)度，從而用精餾將它們分離。三．特殊精餾萃取精餾恒沸精餾特殊精餾浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾13/241．恒沸精餾加入的第三組分與原溶液中的一個(gè)或者兩個(gè)組分形成最低恒沸物，從而形成了“恒沸物－純組分”的精餾體系，恒沸物從塔頂蒸出，純組分從塔底蒸出，這種形式的精餾稱為恒沸精餾，其中所添加的第三組分稱為恒沸劑或者夾帶劑。例1：乙醇-水體系，乙醇從塔底排出，水被苯從塔頂帶出。常壓下沸點(diǎn)乙醇水苯乙醇-水恒沸物苯-乙醇-水恒沸物78.3℃100℃80.1℃78.15℃64.6℃乙醇-水恒沸物組成乙醇

0.895

水

0.105苯-乙醇-水恒沸物組成乙醇

0.230

水

0.226

苯

0.554§9.5

其它精餾方式例2：環(huán)己烷-苯體系，恒沸劑為常壓下沸點(diǎn)環(huán)己烷苯環(huán)己烷-苯恒沸物環(huán)己烷-

恒沸物80.8℃80.1

℃56.2℃77℃53℃§9.5

其它精餾方式浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾14/24浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾15/24§9.5

其它精餾方式恒沸劑的選擇原則：新的最低恒沸物沸點(diǎn)要與另一從塔底排出的組分要有足夠大的差別，一般要求大于10℃。希望能與料液中含量較少的那個(gè)組分形成恒沸物，而且夾帶組分的量要盡可能高，這樣夾帶劑用量較少，能耗較低。最好能形成非均相恒沸物，以便于回收其中的夾帶劑。如在環(huán)己烷－苯恒沸精餾中的萃取加精餾的辦法，乙醇－水恒沸精餾中靜置分層的辦法。還應(yīng)滿足其它的工業(yè)要求，如具備熱穩(wěn)定性、無毒、不腐蝕、來源容易、價(jià)格低廉等。浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾16/242．萃取精餾在被分離的二元混合液中加入第三組分，沸點(diǎn)很高，且該組分不與其它組分形成恒沸物，但與原溶液中A、B兩組分的分子作用力不同，從而增大它們的相對揮發(fā)度，或打破原恒沸體系，使精餾得以進(jìn)行，這種形式的精餾稱為萃取精餾。其中所添加的第三組分稱為萃取劑，精餾時(shí)從塔底排出。例一

常壓下沸點(diǎn)環(huán)己烷苯糠醛苯酚80.8℃80.1161.7℃180℃萃取劑能顯著改變苯的飽和蒸汽壓，而對環(huán)己烷影響不明顯，使苯從易揮發(fā)組分變?yōu)殡y揮發(fā)組分。§9.5

其它精餾方式浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章

蒸餾17/24§9.5

其它精餾方式萃取劑的選擇原則：選擇性高加入少量萃取劑就能使原組分間的相對揮發(fā)度顯著增大。溶解度大能和任何濃度的原溶液互溶，以避免分層，否則難以充分發(fā)揮萃取精餾的作用。揮發(fā)性小其沸點(diǎn)比混合液的其它組分高得多，以保證塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量也易與另一組分分離，但沸點(diǎn)也不能太高，否則會造成回收具有穩(wěn)定性、無毒、不腐蝕、來源容易、價(jià)格低廉等其它工業(yè)要求。成品MTBEMTBE

催化精餾工藝流程異丁烯1甲醇精餾段反應(yīng)段提餾段甲醇－異丁烯恒沸物§9.5

其它精餾方式四．反應(yīng)精餾例：甲醇和異丁烯在強(qiáng)酸性離子交換樹脂上催化反應(yīng)生成甲基叔丁基醚（簡寫為

MTBE，一種無鉛的添加劑）浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾18/24一．特點(diǎn)多元精餾較二元精餾計(jì)算復(fù)雜多元精餾一般采用多塔流程，而且流程方案有多種。三元精餾的兩種流程方案C(a)A

、B

、1CB

CA2BBC(b)A

、B

、1CA

B2浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾19/24A§9.6

多元精餾浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾20/24§9.6

多元精餾注意以下幾個(gè)方面：各組分在流程中的汽化、冷凝次數(shù)應(yīng)盡可能少，以降低設(shè)備的負(fù)荷和能耗。若存在一對較難分離的相鄰組分，宜置于最后分離。因?yàn)榫s該混合物需要很多塔板，放在最后需要的塔徑最小。對純度要求較高的組分，最好從塔頂蒸出，因?yàn)樗壮：猩倭侩y揮發(fā)性的雜質(zhì)。對熱敏性組分，為減少被加熱的次數(shù)，應(yīng)優(yōu)先

分離；對有強(qiáng)腐蝕性的組分，為避免多個(gè)設(shè)備的腐蝕，也應(yīng)優(yōu)先分離。浙江大學(xué)本科生課程化工原理第九章蒸餾21/24原油加工的復(fù)雜塔流程1－加熱爐；2－主塔；3－側(cè)塔重油氣態(tài)烴水

原油

水蒸汽煤油柴油潤滑油水蒸汽123§9.6

多元精餾當(dāng)物料的處理量較大，而產(chǎn)品的純度要求不高時(shí)，可采用帶有側(cè)線出料的復(fù)雜塔流程代替多塔流程。一般側(cè)線產(chǎn)品的純度不高ya=y1xa=x0y1y212ix2

y3xi-1

yixiyi+1yN-1N-1x

yNNyb=yN+1xb=xN板式吸收塔對于低濃氣體吸收，平衡線和操作線都可作為直線時(shí)，逐板計(jì)算得：N-1bGyb

x

xa

ya

L

x

x

yG

i

a

a一．解析法對低濃氣體，操作線方程：Lyi

1

S

y

y

y

y

N

aa

b

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