蒸馏5

幻灯片5目录§9.4二元连续精馏的分析与计算七、关于二元连续精馏的其它流程1．塔顶设有分凝器2．冷液回流3．直接蒸汽加热流程4．多股加料和侧线出料流程5．回收塔流程进料釜液馏出液全凝器再沸器泡点回流七、关于二元连续精馏的其它流程1．塔顶设有分凝器2．冷液回流3．直接蒸汽加热流程4．多股加料和侧线出料流程5．回收塔流程分凝器流程D,xDL,xLV,y1D，yD分凝器10yD1abdfxFxD81024637911512xLy1其余计算过程不变。，梯级数注意：2N汽相液相P一定Bt-ytt-xA0x或y11．塔顶设有分凝器yD与xL满足相平衡关系，故分凝器相当于一块理论板。D,xDL0,xD,t0VLV0t1冷液回流据物料、热量衡算知：)()(0100ttcLrLLp001)(1LrttcLprttcp)(101计算时采用内回流比R，计算过程不变。0LL外回流量内回流量2．冷液回流内回流比L/DR外回流比L0/D0R111RxxRRyDnnD,xDL0,xD,t0VLV0t1冷液回流2．冷液回流思考：冷液回流与泡点回流相比，有何优缺点？冷回流对精馏过程是有利的，但冷回流操作由于塔顶移取的热量多，相应地需要再沸器提供的热量也多。D,xDW*,xW*F,xFS，yS=0VLWDFxWDxSFxWDSF0直：WDFWxDxFxWDF间：若F、xF、q、D、xD、R相同，则SWW*WW*WWxx3．直接蒸汽加热流程（1）全塔物料衡算式形式不同与间接蒸汽加热流程相比：适用范围：水溶液，且水是难挥发组分可见，在相同条件下（F、xF、q、D、xD、R相同），釜液排出量间直WW，排出组成间直,,WWxxFqDRVS)1()1('WL'精馏段：11RxxRRyD提馏段：'''VxWxVLyW在相同条件（F、xF、q、D、xD、R相同）下，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比，操作线及q线不变，但提馏段操作线需延长至b（Wx,0）。乙醇-水精馏体系直接蒸汽加热流程的M－T图解示意abdfxFxWxDxyx*Wb3．直接蒸汽加热流程（2）精线、q线、提线方程形式相同过点b（,0）*WxFqDRqFRDVL11''思考：与间接蒸汽加热相比，直接蒸汽加热有何优缺点？优点：可以用结构简单的塔釜鼓泡器代替造价昂贵的再沸器，且需要的加热蒸汽压力较低；缺点：需要的理论板数略有增多、塔釜排出更多的废液。3．直接蒸汽加热流程D,xDW*,xW*F,xFS，yS=0VL1111)1(''FqVVFqLL2222)1(FqVVFqLLVxFDxxVLyFD11D,xDW,xWF2,xF2,q2F1,xF1,q1LLLVVV4．多股加料和侧线出料流程特点：1.精、提操作线方程不变2.两股进料之间的操作线方程可通过虚线范围内的物料衡算得到：xyxF2xF1xDxWabf1f2d1d2D,xDW,xWF2,xF2,q2F1,xF1,q1LLLVVV4．多股加料和侧线出料流程从上到下，操作线斜率依次增大。思考：当多股进料时，如何确定最小回流比？4．多股加料和侧线出料流程W,xWF,xFD2,xD2LLLVVVIIIIIID1,xD1侧线出料流程只有提馏段没有精馏段的精馏塔称为回收塔。D,xDF,xFW,xWLV5．回收塔流程分凝器流程DL分凝器流程举例例1苯、甲苯两组分混合物用如图所示的釜进行常压连续蒸馏加以分离（无塔板），原料直接加入釜中，进料量为100kmol/h，其组成x苯=0.7，要求得到组成为0.8的塔顶产品（以上均为摩尔分率）。塔顶用一分凝器，其中50%的蒸汽冷凝并返回塔内。出分凝器的蒸汽与冷凝液体保持相平衡。问塔顶、塔釜产量为多少？已知＝2.46V分凝器全凝器y1L,xLDxD=0.8xF=0.7WxWF=100kmol/h＝2.468.05.05.01LxyDFWxxxxFDWDWFLLLLDxxxxx46.1146.211xL=0.6191R111yyxW71.0499.0hkmolhkmol/22.33/78.66解分凝器流程举例V分凝器全凝器y1L,xLDxD=0.8xF=0.7WxWF=100kmol/h分凝器流程DL111RxxRRyDL＝2.46直接蒸汽加热的回收塔流程举例例2如图所示，用有两块理论板（包括塔釜）的精馏塔提取水溶液中易挥发组分，饱和水蒸汽S=50kmol/h由塔底进入，加料组成xF=0.2（摩尔分率，下同），温度为20℃，F=100kmol/h，料液由塔顶加入，无回流，试求塔顶产品浓度xD及易挥发组分的回收率。在本题范围内平衡关系可表示为y=3x，液相组成为x=0.2时，泡点为80℃，比热为100kJ/kmol℃，汽化潜热40000kJ/kmol。D,xD12W,xWS=50kmol/hxF=0.2F=100kmol/h12y=3x20℃全塔物料衡算：WDFWxDxFxWDSFWDWxDxWD2.010050100恒摩尔流假定：qqFRDLW100hkmol/11510015.115.140000208010011rttcrttcrhhhhqFbpFbpLVFV直接蒸汽加热的回收塔流程举例解求塔顶产品浓度xD及易挥发组分的回收率D,xDLVW,xWS=50kmol/hxF=0.2F=100kmol/h12y=3x20℃泡点为80℃，比热为100kJ/kmol℃，汽化潜热40000kJ/kmol。hkmolD/3511550100WDxx286.3571.0------------------------（1）逐板计算：WnWnWnnxxxxVWxxVLy3.250115501151F,xFD,xDy11x1y22SW,xW33111DDxyxxyWDWDWWDWDWxxxxyxxxxxxxy767.0256.033.2767.033.2767.033.23.2212DWxx145.0---------（2）联立求解式1、2得：xD=0.387xW=0.056易挥发组分的回收率%7.672.0100387.035FDFxDx直接蒸汽加热的回收塔流程举例y=3xS=50kmol/h