5-蒸馏-精馏.ppt

蒸馏概述
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。

将液体混合物部分气化,利用其中各组分挥发度不同的特性而达到分离目的的单元操作。
这种分离操作是通过液相和气相间的质量传递来实现的。例如:加热甲醇和乙醇的混合液,使之部分气化,由于甲醇的沸点(℃)较乙醇的沸点(℃)低,即其挥发度较乙醇的高,故甲醇较乙醇易于从液相中气化出来。若将气化的蒸汽全部冷凝,即可得到甲醇组成高于原料的产品,从而使甲醇和乙醇得以分离。
将沸点低的组分称为易挥发组分或轻组分,用A表示。
将沸点高的组分称为难挥发组分或重组分,用B表示。
则混合液:A+B
2、蒸馏过程的分类
按蒸馏方式分为:
平衡蒸馏和简单蒸馏。多用于待分离混合物中各组分挥发度相差较大而对分离要求不高的场合,是最简单的蒸馏;
精馏。适合于待分离的混合物中各组分挥发度相差不大且对分离要求较高的场合,应用最广泛;
特殊蒸馏。适合于待分离混合物中各组分的挥发度相差很小甚至形成共沸物,普通蒸馏无法达到分离要求的场合。主要有萃取精馏、恒沸精馏、盐熔精馏、反应精馏及水蒸气蒸馏。
按操作流程分为:
间歇蒸馏。又称分批蒸馏,属于非稳态操作,主要适用于小规模及某些有特殊要求的场合;
连续蒸馏。属于稳态操作,是工业生产中最常用的蒸馏方式,用于大规模生产的场合。
2、蒸馏过程的分类
按操作压力分为:
加压蒸馏。适用于常压下为气态(如空气)或常压下沸点接近室温的混合物;
常压蒸馏。适用于常压下沸点在1500C左右的混合物;
减压蒸馏。(真空蒸馏)适用于常压下沸点较高或热敏性物质,可降低其沸点。
按待分离混合物的组分数分为:
两组分精馏。计算简单。常以此精馏原理为计算基础,然后引申到多组分精馏计算中。
多组分精馏。工业上常见。

直接获取几乎纯态的产品。而吸收、萃取等操作的产品为混合物。
应用范围广。可分离液体混合物,气体混合物、固体混合物。
能耗高。气化、冷凝需消耗大量的能量。加压、减压,将消耗额外的能量。
平衡蒸馏与简单蒸馏
平衡蒸馏(闪急蒸馏)

原料液加热到泡点以上,连续地通过一节流阀减压到预定的压强后进入分离器。减压后的液体呈过热状态,产生自蒸发而使液体部分汽化,形成两相平衡物系。汽液两相在分离器中分离后,分别得到易挥发组分浓度高的塔顶产品和易挥发组分浓度低的塔底产品,使混合液得到一定程度的分离。
:
连续操作
顶部和底部产品组成不随时间而变化
一次进料,粗分
x, y是一对平衡组成

①物料衡算
②热量衡算
cp,t
te
简单蒸馏

原料液一次加入蒸馏釜中,在恒定压强下加热至沸腾使溶液不断汽化,产生蒸汽经冷凝后作为顶部产品。简单蒸馏时,气液两相的接触比较充分,因此可认为两相达到了平衡。随着蒸馏的进行,釜内液体的易挥发组分浓度不断下降,相应的气相中易挥发组分的组成将逐渐降低,釜中溶液的温度不断升高,当釜液中易挥发组分的浓度降到某一值时,停止操作,排出残液,进行下一批蒸馏操作。

间歇操作
塔顶塔底组成不是一对平衡组成
适合于混合物的粗分离,特别适合于沸点相差较大而分离要求不高的场合,例如原油或煤油的初馏。

F,xF
W,x2
多次部分汽化和多次部分冷凝
缺点:
1、收率低;
2、设备重复量大,设备投资大;
3、能耗大,过程有相变。
有回流的多次部分汽化和多次部分冷凝
缺点:
设备庞杂