第2讲9.3平衡蒸馏和简单蒸馏平衡蒸馏过程的计算、简单蒸

2020/1/20第9章液体精馏1第2讲：9.3平衡蒸馏和简单蒸馏平衡蒸馏过程的计算、简单蒸馏过程的数学描述、简单蒸馏过程的计算、平衡蒸馏过程与简单蒸馏过程的比较。9.4精馏精馏操作的原理。全塔物料衡算——精馏产品的分配。精馏过程的数学描述：单块塔板的物料衡算及热量衡算与简化——恒摩尔流的导出。第9章液体精馏（16学时）2020/1/20第9章液体精馏29.3平衡蒸馏和简单蒸馏9.3.1平衡蒸馏平衡蒸馏的流程平衡蒸馏分离的原理2020/1/20第9章液体精馏3xyxxFDf平衡蒸馏的数学描述1、物料衡算闪蒸器etskmol/WxDyFxWDFfqFD1定义：q--------为液相产物占原料的分率。1-q为汽化率qxyxxf11xxy)1(1相平衡关系：2命题：（1）已知：F、xf，规定1-q（即D、W），求：y、x。（2）已知：F、xf，规定y或者x，求：1-q（即求D、W）。2020/1/20第9章液体精馏42、平衡蒸馏的热量衡算首先确定原料加热温度T已知：F、xf、to，规定y或者x，即规定了te总物料降温的显热=部分物料汽化的潜热te为闪蒸温度，1-q为汽化率，r为te下的汽化潜热。解决问题的过程中，用到过程特征方程：（1）相平衡方程y=f(x)（2）泡点方程te=φ(x)或者露点方程te=ψ(y)闪蒸器ets/kmol2020/1/20第9章液体精馏5平衡蒸馏过程计算的图解法ffxx,qqqqfetyxe11)2和的值点得到斜率，即点和由（或者、指定了1qqffxx,),(eeyxeftyxeqx),(11得到交点、、指定了可分为两种情况：2020/1/20第9章液体精馏69.3.2简单蒸馏简单蒸馏的流程简单蒸馏的原理fxx随着蒸馏时间的延长，釜内的泡点温度升高，釜内液相组成减小，相应地蒸汽的组成减小。2020/1/20第9章液体精馏711,xW起初釜内：22,xW蒸馏结束时，釜内：简单蒸馏过程的数学描述2020/1/20第9章液体精馏8111BAW222BAW2121BBAA21WWD221121xWx简单蒸馏过程的数学描述2020/1/20第9章液体精馏9例：平衡蒸馏与简单蒸馏的比较将含苯为0.7（摩尔分数，下同），甲苯0.3的溶液加热汽化，汽化率为1/3。已知物系的相对挥发度为2.47，试计算：（1）作平衡蒸馏时，汽相与液相产物的组成；（2）作简单蒸馏时，汽相产物的平均组成及残液组成。解：（1）平衡蒸馏32311q13/27.013/23/211xqxxqqyF10.22xyxxxxy47.1147.211解得：y=0.816;x=0.6422020/1/20第9章液体精馏10（2）简单蒸馏5.132121WW12212111lnln11lnxxxxWW7.011ln47.27.0ln47.115.1ln22xx解得：x2=0.633221121xWx834.0321633.0327.0212211WWxWxWy（1）平衡蒸馏解得：y=0.816;x=0.642et原因是：简单蒸馏始终在最低（泡点）的温度下操作，相对挥发度比较大，即在较低的温度下，重组分不易挥发，故所汽化的组分中轻组分浓度大。2020/1/20第9章液体精馏11分凝器（部分冷凝器）与闪蒸器的作用比较分凝器(segregateimplement)其作用等价于一次平衡蒸馏闪蒸器（平衡蒸馏）0,yFyqFD1xqFW1et1et1et加热器达到过热减压阀闪蒸器FxF,T2etyqFD1xqFW2et2et则分离效果？若,,:120eeFttyx2020/1/20第9章液体精馏12bBT,bAT,则分离效果？若,,:120eeFttyx9.3完