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精餾過程是簡單蒸餾的重復過程

發布時間:2023-01-22 09:53:26

A. 精餾塔的工作原理

精餾塔的工作原理是利用混合物中各組分具有不同的揮發度,即在同一溫度下各組分的蒸汽壓不同這一性質,使液相中的輕組分(低沸物)轉移到氣相中,而氣相中的重組分(高沸物)轉移到液相中,從而實現分離的目的。

無論是平衡蒸餾還是簡單蒸餾,雖然可以起到一定的分離作用,但是並不能將一混合物分離為具有一定量的高純度產品。在石油化工生產中常常要求獲得純度很高的產品,通過精餾過程可以獲得這種高純度的產品。

精餾過程所用的設備稱為精餾塔,大體上可以分為兩大類:①板式塔,氣液兩相總體上作多次逆流接觸,每層板上氣液兩相一般作交叉流。②填料塔,氣液兩相作連續逆流接觸。

一般的精餾裝置由精餾塔塔身、冷凝器、迴流罐,以及再沸器等設備組成。進料從精餾塔中某段塔板上進入塔內,這塊塔板稱為進料板。進料板將精餾塔分為上下兩段,進料板以上部分稱為精餾段,進料板以下部分稱為提餾段。

B. 精餾的原理

雙組分混合液的分離是最簡單的精餾操作。典型的精餾設備是連續精餾裝置(圖1),包括精餾塔、再沸器、冷凝器等。精餾塔供汽液兩相接觸進行相際傳質,位於塔頂的冷凝器使蒸氣得到部分冷凝,部分凝液作為迴流液返回塔底,其餘餾出液是塔頂產品。位於塔底的再沸器使液體部分汽化,蒸氣沿塔上升,餘下的液體作為塔底產品。進料加在塔的中部,進料中的液體和上塔段來的液體一起沿塔下降,進料中的蒸氣和下塔段來的蒸氣一起沿塔上升。在整個精餾塔中,汽液兩相逆流接觸,進行相際傳質。液相中的易揮發組分進入汽相,汽相中的難揮發組分轉入液相。對不形成恆沸物的物系,只要設計和操作得當,餾出液將是高純度的易揮發組分,塔底產物將是高純度的難揮發組分。進料口以上的塔段,把上升蒸氣中易揮發組分進一步提濃,稱為精餾段;進料口以下的塔段,從下降液體中提取易揮發組分,稱為提餾段。兩段操作的結合,使液體混合物中的兩個組分較完全地分離,生產出所需純度的兩種產品。當使n組分混合液較完全地分離而取得n個高純度單組分產品時,須有n-1個塔。
精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離,關鍵在於迴流的應用。迴流包括塔頂高濃度易揮發組分液體和塔底高濃度難揮發組分蒸氣兩者返回塔中。汽液迴流形成了逆流接觸的汽液兩相,從而在塔的兩端分別得到相當純凈的單組分產品。塔頂迴流入塔的液體量與塔頂產品量之比,稱為迴流比,它是精餾操作的一個重要控制參數,它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗。

C. 什麼是蒸餾操作2,蒸餾和精餾有何區別

蒸餾按其操作方式可分為簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾和特殊精餾等。簡單蒸餾版和平衡蒸餾適用於易分離物權系或分離要求不高的場合;精餾適用於難分離物系或對分離要求較高的場合;特殊精餾適用於普通精餾難以分離或無法分離的物系。工業生產中以精餾操作應用最為廣泛。

蒸餾和精餾的根本區別是精餾具有迴流。

D. 什麼是精餾,還有精餾的方法

雙組分混合液的分離是最簡單的
精餾
操作。典型的精餾設備是連續精餾裝置,包括
精餾塔
、再沸器、
冷凝器
等。精餾塔供汽液兩相接觸進行
相際傳質
,位於塔頂的冷凝器使蒸氣得到部分冷凝,部分凝液作為迴流液返回塔頂,其餘餾出液是塔頂產品。位於
塔底
的再沸器使液體部分
汽化
,蒸氣沿塔上升,餘下的液體作為塔底產品。
進料
加在塔的中部,進料中的液體和上塔段來的液體一起沿塔下降,進料中的蒸氣和下塔段來的蒸氣一起沿塔上升。在整個精餾塔中,汽液兩相逆流接觸,進行相際傳質。液相中的易揮發組分進入汽相,汽相中的難揮發組分轉入液相。對不形成恆沸物的物系,只要設計和操作得當,餾出液將是高純度的易揮發組分,塔底產物將是高純度的難揮發組分。進料口以上的塔段,把上升蒸氣中易揮發組分進一步提濃,稱為精餾段;進料口以下的塔段,從下降液體中提取易揮發組分,稱為提餾段。兩段操作的結合,使
液體混合物
中的兩個組分較完全地分離,生產出所需純度的兩種產品。當使
n組分混合液較完全地分離而取得n個高純度單組分產品時,須有n-1個塔。


精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離,關鍵在於迴流的應用。迴流包括塔頂高濃度易揮發組分液體和塔底高濃度難揮發組分蒸氣兩者返回塔中。汽液迴流形成了逆流接觸的汽液兩相,從而在塔的兩端分別得到相當純凈的單組分產品。塔頂迴流入塔的液體量與塔頂產品量之比,稱為
迴流比
,它是精餾操作的一個重要控制參數,它的變化影響精餾操作的分離效果和
能耗

E. 精餾等於多次蒸餾嗎

一種利用迴流使液體混合物得到高純度分離的蒸餾方法,是工業上應用最廣的液體混合物分離操作,廣泛用於石油、化工、輕工、食品、冶金等部門。精餾操作按不同方法進行分類。根據操作方式,可分為連續精餾和間歇精餾;根據混合物的組分數,可分為二元精餾和多元精餾;根據是否在混合物中加入影響汽液平衡的添加劑,可分為普通精餾和特殊精餾(包括萃取精餾、恆沸精餾和加鹽精餾)。若精餾過程伴有化學反應,則稱為反應精餾。
目錄
1原理
2操作評價
3精餾計算
▪ 概述
▪ 圖解法
▪ 捷演算法
▪ 嚴格計演算法
4節能

1原理編輯
雙組分混合液的分離是最簡單的精餾操作。典型的精餾設備是連續精餾裝置(圖1),包括精餾塔、再沸器、冷凝器等。精餾塔供汽液兩相接觸進行相際傳質,位於塔頂的冷凝器使蒸氣得到部分冷凝,部分凝液作為迴流液返回塔底,其餘餾出液是塔頂產品。位於塔底的再沸器使液體部分汽化,蒸氣沿塔上升,餘下的液體作為塔底產品。進料加在塔的中部,進料中的液體和上塔段來的液體一起沿塔下降,進料中的蒸氣和下塔段來的蒸氣一起沿塔上升。在整個精餾塔中,汽液兩相逆流接觸,進行相際傳質。液相中的易揮發組分進入汽相,汽相中的難揮發組分轉入液相。對不形成恆沸物的物系,只要設計和操作得當,餾出液將是高純度的易揮發組分,塔底產物將是高純度的難揮發組分。進料口以上的塔段,把上升蒸氣中易揮發組分進一步提濃,稱為精餾段;進料口以下的塔段,從下降液體中提取易揮發組分,稱為提餾段。兩段操作的結合,使液體混合物中的兩個組分較完全地分離,生產出所需純度的兩種產品。當使n組分混合液較完全地分離而取得n個高純度單組分產品時,須有n-1個塔。
精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離,關鍵在於迴流的應用。迴流包括塔頂高濃度易揮發組分液體和塔底高濃度難揮發組分蒸氣兩者返回塔中。汽液迴流形成了逆流接觸的汽液兩相,從而在塔的兩端分別得到相當純凈的單組分產品。塔頂迴流入塔的液體量與塔頂產品量之比,稱為迴流比,它是精餾操作的一個重要控制參數,它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗。

2操作評價編輯
評價精餾操作的主要指標是:①產品的純度。板式塔中的塔板數或填充塔中填料層高度,以及料液加入的位置和迴流比等,對產品純度均有一定影響。調節迴流比是精餾塔操作中用來控制產品純度的主要手段。②組分回收率。這是產品中組分含量與料液中組分含量之比。③操作總費用。主要包括再沸器的加熱費用、冷凝器的冷卻費用和精餾設備的折舊費,操作時變動迴流比,直接影響前兩項費用。此外,即使同樣的加熱量和冷卻量,加熱費用和冷卻費用還隨著沸騰溫度和冷凝溫度而變化,特別當不使用水蒸氣作為加熱劑或者不能用空氣或冷卻水作為冷卻劑時,這兩項費用將大大增加。選擇適當的操作壓力,有時可避免使用高溫加熱劑或低溫冷卻劑(或冷凍劑),但卻增添加壓或抽真空的操作費用。

3精餾計算編輯
概述
主要是精餾塔的計算。不論是板式塔或是填充塔,通常都按分級接觸傳質的概念來計算理論板數。對於雙組分精餾塔的設計計算,通常給定的設計條件有:液體混合物(料液)的量F和濃度xf(以易揮發組分的摩爾分率表示),以及塔頂和塔底產品的濃度xd和xw。計算所需的理論板數NT和實際板數NP 。計算前必須先確定合理的迴流比。理論塔板數的計算方法有:
圖解法
最常用的是麥凱勃-蒂利圖解法(美國W.L.麥凱勃和E.W.蒂利在1925年合作設計的雙組分精餾理論板計算的圖解方法)用於雙組分精餾計算。此法假定流經精餾段的汽相摩爾流量V和液相摩爾流量L以及提餾段中的汽液兩相流量V′和L′都保持恆定。此假定通常稱為恆摩爾流假定,它適用於料液中兩組分的摩爾汽化潛熱大致相等、混合時熱效應不大、而且兩組分沸點相近的系統。圖解法的基礎是組分的物料衡算和汽液平衡關系。
取精餾段第n板至塔頂的塔段(圖2)為對象,作易揮發組分物料衡算得:

圖2

精餾
式中D為塔頂產品流量;xn為離開第n板的液相濃度;yn+1為離開第n+1板的汽相濃度。此式稱精餾段操作線方程,在y-x圖上是斜率為L/V的直線。同樣取提餾段第m板至塔底的塔段為對象,作易揮發組分物料衡算得:

精餾
式中D為塔底產品流量。此式稱為提餾段操作線方程。 將汽液平衡關系和兩條操作線方程繪在y-x直角坐標上(圖3)。
根據理論板的定義,離開任一塔板的汽液兩相濃度xn與yn,必在平衡線上,根據組分的物料衡算,位於同一塔截面的兩相濃度xn與yn+1, 必落在相應塔段的操作線上。在塔頂產品濃度xd和塔底產品濃度xw范圍內,在平衡線和操作線之間作梯級,每梯級代表一塊理論板,總梯級數即為所需的理論板數NT,跨越兩操作線交點的梯級為加料板。計入全塔效率,即可算得實際板數NP(見級效率);或根據等板高度,從理論板數即可算出填充層高度(見微分接觸傳質設備)。

圖3
捷演算法
用作粗略估算,首先根據芬斯克方程,(美國M.R.芬斯克1932年建立的全迴流理論板數計算方程)算出採用全迴流操作達到給定產品濃度xd和xw所需的最少理論板數Nmin(包括再沸器):

精餾
式中α為待分離兩組分間的全塔的平均相對揮發度,常取塔頂和塔底處的相對揮發度的幾何平均值。再由Nmin、最小迴流比Rmin和選用的迴流比R,從吉利蘭經驗關聯式(1940年美國E.R.吉利蘭建立的計算理論板數關聯式):

精餾
求出所需的理論板數NT。對於相對揮發度在全塔接近常數的系統,即接近於理想溶液的混合液的分離,捷演算法較可靠,並可推廣到估算多組分料液的精餾。捷演算法在作整個生產過程的優化計算時常被採用,以節省時間。
嚴格計演算法
隨著精餾技術日趨成熟和生產規模的擴大,具有多股加料和側線抽出等特殊功能以及具有側塔和中間再沸器等的各種復雜的精餾塔(見精餾設備)相繼出現。現今越來越需要對精餾作出嚴格計算,以了解塔內溫度、流量和濃度的變化,達到更合理的設計和操作。電子計算機的應用,為嚴格計演算法提供了條件。各種嚴格計演算法均基於四類基本方程:即組分物料衡算式、汽液相平衡關系、歸一方程(汽相及液相中各組分摩爾分率之和為 1)和熱量衡算方程。對每塊理論板都可以建立這些方程,組成一個高維的方程組,然後依靠電子計算機求解。根據不同的指定條件,原則上此方程組可用於新塔設計或對現有塔的操作性能核算。

4節能編輯
精餾過程的核心在於迴流,而迴流必須消耗大量能量。降低能耗是精餾過程發展的重大課題。除了選擇經濟上合理的迴流比外,主要的節能措施有:①熱泵精餾。將塔頂蒸氣絕熱壓縮(見熱力學過程)升溫後,重新作為再沸器的熱源(見熱泵蒸發);②多效精餾。精餾裝置由壓力依次降低的若干個精餾塔組成,前一精餾塔塔頂蒸氣用作後一精餾塔再沸器的加熱蒸氣(見多效蒸發);③採用高效精餾塔,可用較小的迴流比;採用高效換熱器,可降低傳熱溫度差,這樣就可以減少有效能損失。④採用電子計算機對過程進行有效控制,減小操作裕度,確保過程在最低能耗下進行。
來自網上.

F. 精餾和蒸餾的區別

1、定義不同

精餾:精餾是利用混合物中各組分揮發度不同而將各組分加以分離的一種分離過程,常用的設備有板式精餾塔和填料精餾塔。精密精餾的原理及設備流程與普通精餾相同,只是待分離物系中的組分間的相對揮發度較小(<1.05~1.10),因而採用高效精密填料以實現待分離組分的分離提純。

蒸餾:蒸餾是一種熱力學的分離工藝,它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同,使低沸點組分蒸發,再冷凝以分離整個組分的單元操作過程,是蒸發和冷凝兩種單元操作的聯合。

2、原理不同

精餾:精餾通常在精餾塔中進行,氣液兩相通過逆流接觸,進行相際傳熱傳質。液相中的易揮發組分進入氣相,氣相中的難揮發組分轉入液相,於是在塔頂可得到幾乎純的易揮發組分,塔底可得到幾乎純的難揮發組分。

料液從塔的中部加入,進料口以上的塔段,把上升蒸氣中易揮發組分進一步增濃,稱為精餾段;進料口以下的塔段,從下降液體中提取易揮發組分,稱為提餾段。從塔頂引出的蒸氣經冷凝,一部分凝液作為迴流液從塔頂返回精餾塔,其餘餾出液即為塔頂產品。

塔底引出的液體經再沸器部分氣化,蒸氣沿塔上升,餘下的液體作為塔底產品。塔頂迴流入塔的液體量與塔頂產品量之比稱為迴流比,其大小會影響精餾操作的分離效果和能耗。

蒸餾:利用液體混合物中各組分揮發度的差別,使液體混合物部分汽化並隨之使蒸氣部分冷凝,從而實現其所含組分的分離。是一種屬於傳質分離的單元操作。廣泛應用於煉油、化工、輕工等領域。其原理以分離雙組分混合液為例。

將料液加熱使它部分汽化,易揮發組分在蒸氣中得到增濃,難揮發組分在剩餘液中也得到增濃,這在一定程度上實現了兩組分的分離。兩組分的揮發能力相差越大,則上述的增濃程度也越大。在工業精餾設備中,使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸,

以進行汽液相際傳質,結果是氣相中的難揮發組分部分轉入液相,液相中的易揮發組分部分轉入氣相,也即同時實現了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。

3、分類不同

精餾:根據操作方式,精餾可分為連續精餾和間歇精餾;根據混合物的組分數,可分為二元精餾和多元精餾;根據是否在混合物中加入影響氣液平衡的添加劑,可分為普通精餾和特殊精餾(包括萃取精餾、恆沸精餾和加鹽精餾)。

若伴有化學反應,則稱為反應精餾。在有色金屬冶金中,精餾成功地用於粗鋅的精煉。工業上還常將金屬轉變為氯化物然後經精餾。

蒸餾:按方式分,簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾。

按操作壓強分,常壓、加壓、減壓。

按混合物中組分,雙組分蒸餾、多組分蒸餾。

按操作方式分,間歇蒸餾、連續蒸餾。

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