第3章多组分精馏和特殊精馏

第三章 多组分精馏

一、填空题 1、 仅在塔顶或塔釜出现的组分为（ ）。 2、 在多组分精馏过程中，全回流时所需理论板数（ ），在最小回流比下所需理论板数 （ ）。 3、 萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（ ）。 4、 恒沸精馏过程恒沸剂的加入不仅影响原溶液组分( )，同时与原溶液中的一个或几 个组分形成恒沸物，当形成最低温度的恒沸物时恒沸剂从塔（ ）出来。 5、 关键组分中，挥发度大的组分为（ ）；挥发度小的组分为（ ）。 6、 清晰分隔法的假设为（ ），（ ）。 7、 在多组分精馏过程中，由芬斯克公式计算的最少理论板数决定于两组分的分离要求和 （ ），与进料组成（ ）。 8、 萃取精馏是指原溶液加入新组分后不形成共沸物且S 沸点（ ），从（ ） 采出。 9、 多组分精馏中，关键组分是指（ ）的组分。 10、 常用吸附剂有（ ），（ ），（ ），（ ）。 二、单项选择题 1、 多组分精馏中，若轻重组分均为非分配组分，则恒浓区出现在：( ) (A) 精馏段和提馏段中部 (B) 精馏段中部和板下紧靠进料板处 (C) 板上仅紧进料板处和提馏段中部 (D) 板上、下紧靠进料板处 2、 对二元均相共沸物，s i P 相差增大，最低共沸物向哪个区移动：( ) (A) 高沸点组分多浓度区 (B) 低沸点组分多浓度区 (C) 高沸点组分低浓度区 (D) 低沸点组分低浓度区 3、 在均相恒沸物条件下，活度系数和压力关系为：( ) (A) 1221γγ=s s p p (B) 2121γγ=s s p p (C) 1221γγ≥s s p p (D) 2 121γγ≤s s p p 4、 多组分精馏中，若轻重组分均为分配组分，则恒浓区出现在:( ) (A) 精馏段和提馏段中部 (B) 精馏段中部和板下紧靠进料板处 (C) 板上仅紧进料板处和提馏段中部 (D) 板上、下紧靠进料板处 5、 萃取精馏塔内气液相流率的分布规律为:( ) (A) 从上到下气液相流率逐渐增大，液相流率远大于气相流率 (B) 从上到下气液相流率逐渐减小，液相流率远大于气相流率 (C) 从上到下液相流率增大，气相流率减小，液相流率小于气相流率 (D) 不确定 6、 下列不属于以压力差为推动力的膜分离技术为:( ) (A) 微滤 (B) 超滤 (C) 反渗透 (D) 渗析

特殊精馏过程的安全分析示范文本

特殊精馏过程的安全分析 示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

特殊精馏过程的安全分析示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 精馏操作除了采用前面所讨论的常见的连续精馏外， 还可采用间歇精馏、恒沸精馏和萃取精馏等特殊方式的精 馏。 一、间歇精馏 间歇精馏又称分批精馏，是把原料一次性加入蒸馏釜 内，在操作过程中不再加料，如图lo—16所示。将釜内的 液体加热至沸腾，所产生的蒸汽经过各块塔板到达塔顶外 的完全冷凝器。刚开始时，将冷凝液全部回流进塔，于 是，塔板上可建立泡沫层，各塔板可正常操作，这阶段属 开工全回流阶段。在全回流操作稳定后，逐渐改为部分回 流操作，可从塔顶采集产品，塔顶产品中易挥发组分的浓 度高于釜液浓度。随着精馏过程的进行，釜液浓度逐渐降

低，各层塔板的气、液相浓度亦逐渐降低。可见，间歇精馏操作的特点是分批操作，过程非定态，只有精馏段，没有提馏段。间歇精馏因在塔顶有液体回流，有多层塔板，故属精馏，而不是简单蒸馏。间歇精馏虽操作过程非定态，但各固定位置的气、液浓度变化是连续而缓慢的。 二恒沸精馏与萃取精馏 由精馏原理可知，对于相对挥发度a＝1的恒沸物，是不能用普通精馏方法分离的。此外，当物系的相对挥发度。值过低时，虽然可用普通精馏方法分离，但由于此时所需的理论塔板数或回流比过大，使得设备投资及操作费用都大幅度增高。生产中遇到这种情况时，往往采用恒沸精馏和萃取精馏。 恒沸精馏和萃取精馏两种方法都是在被分离的混合液中加入第三组分，用以改变原溶液中各组分间的相对挥发度而达到分离的目的。

特殊精馏综述

特殊精馏技术及其应用研究进展 张静 （兰州大学化学学院10级在职研究生，甘肃兰州 730030） 摘要：本文综述了各种特殊精馏的方法，归纳分析了各种特殊精馏方法的原理及应用研究情况 关键词：特殊精馏；应用；研究进展 混合物的分离是化工生产中的重要过程。蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是通过加热造成气、液两物系，利用物系中各组成部分挥发度不同的特性以实现分离的目的。按蒸馏方式可将蒸馏分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏。 1. 精馏原理 在连续精馏塔内, 原料液自塔的中部某适当位置连续地加人塔内, 塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝。冷凝液的一部分作为回流液, 其余作为塔顶产品馏出液连续排出。加料位置以上部分是精馏段, 此段内上升蒸汽和回流液体之间进行着逆流接触和物质传递, 使易挥发组分不断增浓。加料位置以下部分是提馏段, 塔底装有再沸器蒸馏釜, 以加热液体产生蒸汽, 蒸汽沿塔上升, 与下降的液体逆流接触并进行物质传递, 使难挥发组分不断富集, 并于塔底连续排出, 作为塔底产品[1]。 2. 特殊精馏概述[1-3] 当待分类组分之间形成共沸物或相对挥发度接近1时，用普通精馏是无法实现分离或是经济上不合理的。此时，向体系中加入一种适当的新组分，通过与原体系中各组分的不同作用，改变组分之间的相对挥发度，使系统变得易于分离，这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏称为特殊精馏或称增强精馏。 3. 特殊精馏的分类及应用 按操作条件可将特殊精馏分为添加剂精馏，复合（或耦合）精馏以及非常规条件下的精馏。恒沸、萃取、加盐精馏输于添加剂精馏，反应精馏属复合精馏，分子精馏为非常规条件下的精馏。 3.1 恒沸精馏 恒沸精馏是在被分离的二元混合液中加入第三组分,该组分能与原溶液中的一个或者两个组分形成最低恒沸物,从而形成了"恒沸物- 纯组分"的精馏体系,恒沸物从塔顶蒸出,纯组分从塔底排出,这种形式的精馏称为恒沸精馏,其中所添加的第三个组分称为恒沸剂或者夹带

多组分精馏

第三章多组分普通精馏 概述 按被分离混合物中组分的数目可分为两组分精馏和多组分精馏。 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，因此常以两组分精馏为基础。 精馏操作流程 精馏分离过程可连续操作，也可间歇操作。精馏装置系统一般都应由精馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器等相关设备组成，有时还要配原料预热器、产品冷却器、回流泵等辅助设备。 图3-3精馏塔中物料流动示意图

精馏原理 工业上是将每个单级分离器做成一块；或在一个圆形的塔内装有一定高度的填料。板上液层或填料表面是汽液两相进行传热和传质的场所。 如图所示为一精馏塔。下面由加热釜(再沸器)供热，使釜中残液部分汽化后蒸汽逐板上升，塔中各板上液体处于沸腾状态。顶部冷凝得到的馏出液部分作回流入塔，从塔顶引人后逐板下流，使各板上保持一定液层。上升蒸汽和下降液体呈逆流流动，在每块板上相互接触进行传热和传质。原料液于中部适宜位置处加入精馏塔，其液相部分也逐板向下流入加热釜，汽相部分则上升经各板至塔顶。由于塔底部几乎是纯难挥发组分，因此塔底部温度最高，而顶部回流液几乎是纯易挥发组分，因此塔顶部温度最低，整个塔内的温度，由下向上逐渐降低。 双组分和多组分精馏的异同 第一节 设计变量 一、基本概念 （一）、公式（郭氏法） N ν——描述系统所需的独立变量数 N c ——各独立变量之间的约束数（这些变量之间可以列出的方程数以及给定的条 件 ∴N i = N ν－N c 相同点： 基本原理一致 主要工具相同：物料，衡算，热衡，相平衡 关系 不同点： 双组份常用图解法 多组份常用 简捷法 严格计算法（计算机算） c v i N N N -=

特殊精馏

特殊(萃取)精馏实验 一、实验目的 1、 熟悉萃取精馏的原理和萃取精馏装置； 2、 掌握萃取精馏塔的操作方法和乙醇水混合物的气相色谱分析方法； 3、 利用乙二醇为分离剂进行萃取精馏制备无水乙醇； 4、 了解计算机数据采集系统和用计算机控制精馏操作参数的方法。 二、实验原理 精馏是化工过程中重要的分离单元操作，其基本原理是根据被分离混合物中各组分相对挥发度（或沸点）的差异，通过一精馏塔经多次汽化和多次冷凝将其分离。在精馏塔底获得沸点较高（挥发度较小）产品，在精馏塔顶获得沸点较低（挥发度较大）产品。但实际生产中也常会遇到各组分沸点相差很小或者具有恒沸点的混合物，用普通精馏的方法难以完全分离。此时需采用其他精馏方法，如恒沸精馏、萃取精馏、溶盐精馏或加盐萃取精馏等。 萃取精馏是在被分离的混合物中加入某种添加剂，以增加原混合物中两组分间的相对挥发度（添加剂不与混合物中任一组分形成恒沸物），从而使混合物的分离变得很容易。所加入的添加剂为挥发度很小的溶剂（萃取剂），其沸点高于原溶液中各组分的沸点。 由于萃取精馏操作条件范围比较宽，溶剂的浓度为热量衡算和物料衡算所控制，而不是为恒沸点所控制，溶剂在塔内也不需要挥发，故热量消耗较恒沸精馏小，在工业上应用也更为广泛。 乙醇--水能形成恒沸物（常压下，恒沸物乙醇质量分数95.57%，恒沸点78.15℃）,用普通精馏的方法难以完全分离。本实验利用乙二醇为分离剂进行萃取精馏的方法分离乙醇--水混合物制取无水乙醇。 由化工热力学研究，压力较低时，原溶液组分1（轻组分）和组分2（重组分）的相对挥发度可表示为 11 1222 s s P P γαγ= （1） 加入溶剂S 后，组分1和组分2的相对挥发度()12s α则为 ()()()121212s s S s TS P P αγγ=? （2） 式中( )1 2s s TS P P –—加入溶剂S 后，三元混合物泡点下，组分1和组分2的饱和蒸汽压 之比；()1 2s γγ—加入溶剂S 后，组分1和组分2的活度系数之比。 一般把()1212/s αα叫做溶剂S 的选择性。因此，萃取剂的选择性是指溶剂改变原有组分间相对挥发度的能力。()1212/s αα越大，选择性越好。 三、实验装置与流程 萃取精馏实验 实验试剂 乙醇：化学纯（纯度95%）；乙二醇：化学纯（水含量<0.3%）；蒸馏水 四、实验操作步骤 萃取精馏塔(塔2)

精馏基本原理.pdf

精馏基本原理 一、精馏的基本原理是什么？ 精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同 的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。 二、什么是挥发度？简述挥发度与沸点之间的关系。 挥发度就是表示物质挥发的难易程度。 在液体混合物中，挥发度大的物质沸点低，我们称之为易挥发组份（轻组份）；挥发度小的们称之为难挥发组份（重组份）。 例：VAC的沸点为73o C,HAC的沸点为118o C，VAC比HAC的挥发度打，在其混合液中，我们称VAC为易挥发组份，HAC为难挥发组份。 三、蒸馏的方法有哪几种？ 蒸馏有简单蒸馏、精馏、特殊精馏三种。 简单蒸馏就是在蒸馏釜中装入一定量的混合液，在一定压力下， 利用间接饱和水蒸气加热到沸腾，使混合液的易挥发组分得以部分汽化的过程。简单蒸馏只能使混合液部分分离，在工业生产中一般用于混合液的初步分离（粗分离），或用来除去混合液中不挥发的物质。如E055727、E055729就属于简单蒸馏。

采用简单蒸馏分离混合液，只能使混合液得到部分分离，若要求得到高纯度的产品，则必须采用多次部分汽化和多次部分冷凝，即精馏方法。 特殊精馏方法包括恒沸精馏和萃取精馏。 四、什么情况下需采用特殊精馏方法？ 一种情况是当溶液中待分离的两个组份挥发度相差很小，若采用一般精馏方法需要很多塔板，在经济上不合算；另一种情况是待分离的溶液为具有恒沸物的溶液，不能采用一般精馏方法进行分离。 五、什么是恒沸精馏？ 在被分离的恒沸液中加入第三组份，该组份与原料液中的一个或两个组份形成新的恒沸液，从而使原混合液能够利用一般精馏方法进行分离。 六、恒沸精馏中分离剂的选择原则是什么？ 1、选择的分离剂与元混合液中某些组份所形成的新的恒沸物的 沸点，与其他组份的沸点相差愈大愈利于分离； 2、要求分离剂无毒、无腐蚀，易于分离回收，并廉价易得。 七、什么是萃取精馏？ 在被分离的混合液中加入第三组份萃取剂，使之与混合液中的某一组份形成沸点较高的溶液，从而加大了被分离组份间的相对挥发 度，使混合液易于用一般精馏方法分离。 八、萃取剂的选择原则是什么？ 1、选择的萃取剂要能改变被分离组份的相对挥发度；

特殊精馏技术综述

化工传质课程读书报告题目：特殊蒸馏技术综述 学生姓名 学院名称化工学院 专业化学工程与工艺学号 2013年 12月 20日

目录 一、精馏概述 1.1精馏原理 1.2精馏评价 二、特殊精馏概述 三、特殊精馏的分类及应用 3.1共沸精馏 3.1.1共沸精馏特点 3.1.2共沸精馏分类 3.1.3共沸精馏技术的应用及研究 3.1.4小结 3.2萃取精馏 3.2.1萃取精馏的原理 3.2.2萃取精馏的分类 3.2.3萃取精馏在实际中应用 3.2.4小结 3.3溶盐精馏 3.3.1精馏原理 3.3.2精馏现状 3.3.3小结

3.4热泵精馏 3.4.1热泵精馏技术的应用现状 3.4.2热泵精馏技术在煤焦化精馏的应用及前景 3.4.3小结 3.5超重力催化反映精馏 3.5.1超重力催化反应精馏概述 3.5.2精馏原理 3.5.3超重力催化精馏合成乙酸正丁酯 3.5.4小结 四、总结

一、精馏概述 1.1精馏原理 双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。典型的精馏设备是连续精馏装置（图1），包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使蒸气得到部分冷凝,部分凝液作为回流液返回塔底,其余馏出液是塔顶产品。位于塔底的再沸器使液体部分汽化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。进料加在塔的中部,进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。两段操作的结合，使液体混合物中的两个组分较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。当使n组分混合液较完全地分离而取得n个高纯度单组分产品时，须有n-1个塔。 1.2操作评价 评价精馏操作的主要指标是：①产品的纯度。板式塔中的塔板数或填充塔中填料层高度，以及料液加入的位置和回流比等，对产品纯度均有一定影响。调节回流比是精馏塔操作中用来控制产品纯度的主要手段。②组分回收率。这是产品中组分含量与料液中组分含量之比。 ③操作总费用。主要包括再沸器的加热费用、冷凝器的冷却费用和精馏设备的折旧费，操作时变动回流比，直接影响前两项费用。此外，即使同样的加热量和冷却量，加热费用和冷却费用还随着沸腾温度和冷凝温度而变化，特别当不使用水蒸气作为加热剂或者不能用空气或冷却水作为冷却剂时，这两项费用将大大增加。选择适当的操作压力，有时可避免使用高温加热剂或低温冷却剂（或冷冻剂），但却增添加压或抽真空的操作费用。 二、特殊精馏概述 在实际化工精馏过程中，当待分离组分之间形成共沸物或相对挥发度接近1时，用普通精馏是无法实现分离或是在经济上是不合理的。因此，通过向体系中加入一种适当的新组分，并且通过其与原体系中各组分的不同作用，改变组分之间的相对挥发度，使系统变得易于分离；亦或是通过改变一些精馏塔内的物理条件，来改变组分之间的相对挥发度，从而使系统变得更易分离，这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂，或者是通过极端物理条件达到分离目的的精馏称为特殊精馏或称增强精馏。

特殊精馏

特殊(萃取)精馏实验 一、实验目的 1、 熟悉萃取精馏的原理和萃取精馏装置； 2、 掌握萃取精馏塔的操作方法和乙醇水混合物的气相色谱分析方法； 3、 利用乙二醇为分离剂进行萃取精馏制备无水乙醇； 4、 了解计算机数据采集系统和用计算机控制精馏操作参数的方法。 二、实验原理 精馏是化工过程中重要的分离单元操作，其基本原理是根据被分离混合物中各组分相对挥发度（或沸点）的差异，通过一精馏塔经多次汽化和多次冷凝将其分离。在精馏塔底获得沸点较高（挥发度较小）产品，在精馏塔顶获得沸点较低（挥发度较大）产品。但实际生产中也常会遇到各组分沸点相差很小或者具有恒沸点的混合物，用普通精馏的方法难以完全分离。此时需采用其他精馏方法，如恒沸精馏、萃取精馏、溶盐精馏或加盐萃取精馏等。 萃取精馏是在被分离的混合物中加入某种添加剂，以增加原混合物中两组分间的相对挥发度（添加剂不与混合物中任一组分形成恒沸物），从而使混合物的分离变得很容易。所加入的添加剂为挥发度很小的溶剂（萃取剂），其沸点高于原溶液中各组分的沸点。 由于萃取精馏操作条件范围比较宽，溶剂的浓度为热量衡算和物料衡算所控制，而不是为恒沸点所控制，溶剂在塔内也不需要挥发，故热量消耗较恒沸精馏小，在工业上应用也更为广泛。 乙醇--水能形成恒沸物（常压下，恒沸物乙醇质量分数95.57%，恒沸点78.15℃）,用普通精馏的方法难以完全分离。本实验利用乙二醇为分离剂进行萃取精馏的方法分离乙醇--水混合物制取无水乙醇。 由化工热力学研究，压力较低时，原溶液组分1（轻组分）和组分2（重组分）的相对挥发度可表示为 111222 s s P P γαγ= （1） 加入溶剂S 后，组分1和组分2的相对挥发度()12s α则为 ()()()121 2 1 2s s S s TS P P αγ γ=? （2） 式中() 1 2 s s TS P P –—加入溶剂S 后，三元混合物泡点下，组分1和组分2的饱和蒸汽压 之比；()12s γγ—加入溶剂S 后，组分1和组分2的活度系数之比。 一般把()1212/s αα叫做溶剂S 的选择性。因此，萃取剂的选择性是指溶剂改变原有组分间相对挥发度的能力。()1212/s αα越大，选择性越好。 三、实验装置与流程 萃取精馏实验 实验试剂 乙醇：化学纯（纯度95%）；乙二醇：化学纯（水含量<0.3%）；蒸馏水 四、实验操作步骤 萃取精馏塔(塔2)

化工分离第三章教案讲义

第三章 多组分精馏 主要教学目标：通过本章的学习，使学生正确理解设计变量，掌握装置的设计变量计算，以及多组分简单精馏塔的计算等。 教学方法及教学手段：采用板书和教学课件及多媒体课件相结合，课堂上师生互动，采用启发式和提问式的教学方式，并且课堂上学习的表现记入学生的平时成绩。 教学重点及难点：多组分简单精馏塔的计算，设计变量，单元的设计变量，装置的设计变量。 在化工原理课程中，对双组分精馏和单组分吸收等简单传质过程进行过较详尽的讨论。然而，在化工生产实际中，遇到更多的是含有较多组分或复杂物系的分离与提纯问题。 在设计多组分多级分离问题时，必须用联立或迭代法严格地解数目较多的方程，这就是说必须规定足够多的设计变量，使得未知变量的数目正好等于独立方程数，因此在各种设计的分离过程中，首先就涉及过程条件或独立变量的规定问题。 多组分多级分离问题，由于组分数增多而增加了过程的复杂性。解这类问题，严格的该用精确的计算机算法，但简捷计算常用于过程设计的初始阶段，是对操作进行粗略分析的常用算法。 第一节 分离系统的变量分析 设计分离装置就是要求确定各个物理量的数值，但设计的第一步还不是选择变量的具体数值，而是要知道在设计时所需要指定的独立变量的数目，即设计变量。 一、设计变量 1. 设计变量 ???-=：可调设计变量固定设计变量 a x c v i N N N N N : v N ：描述系统所需的独立变量总数。 c N ：各独立变量之间可以列出的方程式数和给定的条件，为约束关系数。 要确定i N ，需正确确定v N 和c N ，一般采用郭慕孙发表在AIchE J （美国化学工程师学会），1956（2）：240-248的方法，该法的特点是简单、方便，不易出错，因而一直沿用至今。 郭氏法的基本原则是将一个装置分解为若干进行简单过程的单元，由每一单元的独立变量数e v N 和约束数e c N 求出每一单元的设计变量数e i N ，然后再由单元的设计变量数计算出装置的设计变量数E i N 。在设计变量i N 中，又被分为固定设计变量x N 和可调设计变量a N ，x N 是指确定进料物流的那些变量（进料组成和流量）以及系统的压力，这些变量常常是由单元在整个装置中的地位，或装置在整个流程中的地位所决定，也就是说，实际上不要由设计者来指定，而a N 才是真正要由设计者

特殊精馏

第四章特殊精馏 精馏过程是利用组分间相对挥发度的差异达到分离提纯的目的，但是有时所处理的物料会是以下各种情况： （1）各组分的相对挥发度差异极小，相对挥发度接近于1； （2）相对挥发度等于1，能产生共（恒）沸物； （3）在通常的操作条件下分离组分会分解或发生化学变化。 这时如果采用普通精馏方法，则或者无法分离得到纯组分，或者即使能得到纯组分，但都是十分不经济的和不实际的，需要许多块塔板。对于这类液体混合物的分离 则需要采用特殊的精馏方法即本章讨论的—恒沸精馏和萃取精馏。 定义： 特殊精馏的原理是在原溶液中加入另一溶剂，由于该溶剂对原溶剂中关键组分作用的差异，这样就改变了关键组分间的相对挥发度。因此，就可以用精馏方法分离关 键组分。这种加入第三组分溶剂以后实现将组分分离的精馏被称为特殊精馏。 如果加入的溶剂和原溶液中一个或几个组分形成新的最低共恒沸物，从塔顶蒸出，这种精馏操作被称为共恒沸精馏，所加入的溶剂称共恒沸剂或夹带剂。 如果加入的溶剂仅改变各组分间的相对挥发度，并不产生新的共恒沸物，一般该溶剂的沸点均比较高，故随塔底产品流出，这种精馏操作被称为萃取精馏，所用的溶 剂为萃取剂。 共沸精馏与萃取精馏实质上都是多组分非理想溶液的精馏，计算这类精馏过程所用的基本关系仍是相平衡物料衡算和热量衡算，但若保持适当的溶剂浓度，除加料口 外，一般均有共沸剂或萃取剂入口，因此是一个多股进料的复杂塔。 第一节萃取精馏及其计算 3.1.1萃取精馏的基本原理 萃取精馏是在原溶液中加入萃取剂S后，改变了原溶液中关键组分的相对挥发度（改变了组分间的相互作用力），从而达到把组分分离的一种特殊精馏操作。萃取剂不 和原溶液中任一组分形成共沸物，但萃取剂改变了原溶液中关键组分之间的相对挥发 度。萃取剂的沸点均比原溶液中任一组分的沸点高，所以它随塔底产品一起从塔底引

双组分连续精馏过程的物料衡算.doc

第四节 双组分连续精馏过程的物料衡算 一、理论板的概念及恒摩尔流假定 1．理论板的概念 理论板—离开该塔板的蒸汽和液体互成平衡。 2．恒摩尔流假定 恒摩尔流：指在精馏塔内，无中间加料或出料的情况下，每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等（恒摩尔气流），每层塔板下降液体的摩尔流量也相等（恒摩尔液流）。 （1）恒摩尔气流（气化） 精馏段： 提馏段： ? 注意:V 不一定等于V ' V--精馏段上升蒸汽的摩尔流量， kmol/h; V '--提馏段上升蒸汽的摩尔流量， kmol/h （2）恒摩尔液流（溢流） 精馏段： 提馏段： 注意：L 不一定等于' L L —精馏段任一塔板下降液体流量，kmol/h L '—提馏段任一塔板下降液体流量，kmol/h 若恒摩尔流动假设成立，则有1kmol 蒸汽冷凝，同时就必须有1kmol 的液体气化。 满足恒摩尔流的条件： （1）两组分的摩尔汽化潜热相等；（2）两相接触因两相温度不同而交换的显热可忽略不计；（3）塔设备保温良好，热损失可以忽略不计。 二、物料衡算和操作线方程 1．全塔物料衡算 常数=====V V V V Λ321常数 =====''3'2'1V V V V Λ常数=====L L L L Λ321常数 ====='' 3' 2'1L L L L Λ

设：F 、D 、W ——kmol/h x F 、x D 、x W ——摩尔分数 连续稳定操作，故： 总物料： 易挥发组分： 塔顶采出率： ； 塔底采出率： 塔顶易挥发组分回收率 塔底难挥发组分回收率 【例题7-3】 2．操作线方程 （1）精馏段操作线方程 令D L R = 为回流比 精馏段操作线方程 W x ???+=+=W D F Wx Dx Fx W D F W D W F x x x x F D --=)(W D F D x x x x F W --=)(W D W F x x x x F D --=W D F D x x x x F W --=%100A ?=F D Fx Dx η%100)1()1(B ?--=F W x F x W η???+=+=+D n n Dx Lx Vy D L V 1D n n x D L D x D L L y +++= +11 11+++= +R x x R R y D n n

3.2 多组分精馏

3.2 多组分精馏 基本要求：掌握多组分精馏与双组分精馏的异同，多组分精馏的简捷算法；了解多组分复杂精馏和多组分精馏的精确算法及AspenPlus 软件。 重 点：多组分精馏简捷算法。 难 点：多组分精馏精确计算。 3.2.1 多组分精馏过程分析 精馏是化工生产中广泛应用的单元操作之一。它利用液体混合物中各组分挥发度的差异使其得到分离。 在《化工原理》课程中对双组分液态混合物的精馏进行了讨论，但是在实际出产中所遇到的待进行精馏分离的液态混合物往往为多组分。 【实例】聚苯乙烯原料――苯乙烯的精制 聚合反应一般要求单体的纯度很高，这里要求苯乙烯含量大于98％。苯乙烯的制备过程：先由乙烯与苯反应生成乙苯，再由乙苯脱氢得到苯乙烯： CH 2=CH 2 + CH 2－CH 3 (乙苯) －H 2 CH 2－CH 3 CH ＝CH 2 （苯乙烯） 在粗产品中，除主要含有苯乙烯外，还有苯、甲苯、乙苯和焦油等组分，不能满足聚合反应对单体的纯度要求，所以要对多组分的粗苯乙烯进行精馏分离。 因此，研究多组分精馏更具有实际意义。 多组分精馏就是本节要讨论的内容，是本课程的重点之一。 双组分精馏我们已经比较熟悉，为了研究多组分的精馏，我们先比较一下多组分精馏与双组分精馏的异同，以便我们对多组分精馏有个基本的认识。 一. 多组分精馏与双组分精馏的异同 （一）相同点（两者的共性） 两者均为精馏，因此有许多共同点。 1.分离依据相同——各组分挥发度的差异（沸点的差异、饱和蒸汽压的差异） 只有混合物中各组分的挥发度（沸点）不同才能通过精馏来分离。易挥发（沸点低）的组分在塔顶馏出液中含量较高，难挥发（沸点高）的组分在塔釜液中含量较高。 2. 分离原理相同——多次部分汽化、多次部分冷凝