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精馏原理

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6.4 精馏原理
1,掌握的内容:精馏分离的过程原理及分析;
2,本节难点:精馏原理及其与工业实际设备的结合.回流的概念和塔板的作用.
6.4.1 多次部分汽化和多次部分冷凝根据t-x-y图,在恒压条件下,通过多次部分汽化和多次部分冷凝、最终可以获得几乎纯态的易挥发组分和难挥发组份,但得到的气相量和液相量却越来越少.可采用如图6-10所示的多次部分汽化和多次部分冷凝流程来实现.
但若采用如图6-7所示的流程用于工业生产,则会带来许多实际困难,如流程过于庞大,设备费用极高;部分汽化需要加热剂,部分冷凝需要冷却剂,能量消耗大;纯产品的收率很低.
为了克服上述缺点、采用图6-8所示带回流的流程,在实际工业装置中、精馏流程是通过板式或填料精馏塔来实现的.
6.4.2 连续精馏装置流程工业生产中常常采用图6-9所示的流程进行操作.连续精馏装置主要包括精馏塔、蒸馏釜(或称再沸器)等.精馏塔常采用板式塔、也可采用填料塔.加料板以上的塔段,称为精馏段;加料板以下的塔段(包括加料板),称为提馏段.连续精馏装置在操作过程中连续加料,塔顶塔底连续出料,故是一稳定操作过程.
6.4.3 塔板的作用塔板的作用是提供气液分离的场所;每一块塔板是一个混合分离器,并且足够多的板数可使各组分较完全分离.因此每一块塔板是一个混合分离器,经过若干块塔板上的传质后(塔板数足够多),即可达到对溶液中各组分进行较完全分离的目的.
6.4.4 回流的作用回流的主要作用就是提供不平衡的汽液两相、而构成汽液两相接触传质的必要条件.
注意:工业用精馏塔内由于塔顶的液相回流和塔底的汽相回流、为每块塔板提供了汽,液来源.
本节注意点:工业上用板式塔或填料塔分离液体均相.精馏过程的基础是传质,而液相回流和汽相回流(釜内产生蒸汽)为气液两相间的传质提供了必要的条件.由于两组分挥发度的差异(即>1),使之气液两相接触时轻组份较多地转入汽相、重组分较多地转入液相、这是由相平衡关系所决定,也正是因为物系的>1,所以只需将部分产品作为液相回流即可.可见、回流是一种工程上利用各组份挥发度不同而使液体进行高纯度分离的一种手段.
塔板的作用是提供气液分离的场所;每一块塔板是一个混合分离器,并且足够多的板数可使各组分较完全分离.
图6-7 多次部分气化多次部分冷凝示意图图6-8有回流的多次部分汽化,冷凝示意图

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