精馏

精馏是利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离的一种分离过程，常用的设备有板式精馏塔和填料精馏塔。精密精馏的原理及设备流程与普通精馏相同，只是待分离物系中的组分间的相对挥发度较小(<1.05~1.10),因而采用高效精密填料以实现待分离组分的分离提纯。

精馏

• 概述
  • 目的：提纯/回收有用组分
  • 依据：各种液体的挥发性不同
  • 费用：耗热（加热汽化），冷却（气相冷凝）
  • 加压→冷凝温度↑ ；减压→沸点↓
• 双组分溶液的汽液平衡
  • 理想物系
    • 条件 :液相理想（服从拉乌尔定律），气相理想（服从理想气体定律/道尔顿分压定律）
    • 自由度 =组分数-相数+2
    • 泡点线：双组分液相组成x与温度t（泡点）关系式
    • 露点线：气相组成y与温度t（露点）关系式
    • 平衡关系式
    • t~x(y)图 y~x图
    • 相对挥发度α（表分离难易，α大，易分离）
      • 挥发度：
      • 相对挥发度：两组分挥发度之比
    • 压强↑，泡露点↑，相对挥发度↓，分离困难
  • 非理想物系
    • 液相非理想溶液
      • 偏差达一定程度，形成恒沸物
    • 气相非理想气体
• 平衡蒸馏与简单蒸馏
  • 平衡蒸馏（连续定态）
  • 简单蒸馏（间歇 非定态）
• 精馏
  • 概述
    • 原理：利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离
    • 本质：分子反向传递的传质过程
    • 特点（与蒸馏的本质区别）：回流(构成两相接触传质的必要条件)
  • 全塔物料衡算
    • 总物料衡算
    • 轻组分物料衡算
    • 联立
  • 回流比R 能耗
    • R=L/D
    • • 传质↑
      • 能耗↑（塔顶冷却量↑ 塔底加热量↑）
  • 塔板的过程描述
    • 热量衡算
    • 恒摩尔流假定
      • 无加料和出料的任一塔段，各板上升蒸汽量均相等，各板下降的液体量也均相等
      • 条件：两组分的摩尔汽化热近似相等，忽略显热项误差，忽略热损失
    • 理论板
      • 只决定于物系的相平衡及两相的流量比
      • 反映分离难易
    • 板效率
      • 实际与理论的差异
    • 加料板
      • 理论加料板
      • 精馏、提馏段两相流量关系
      • 加料热状态参数q
        • 加料状态
    • 塔内气液摩尔流量
  • 塔段的过程描述
    • 精馏段
    • 提馏段
    • 操作线交点
    • q线
• 双组分精馏的设计型计算
  • 理论板数计算
    • 逐板计算法
    • 图解法
    • R=∞，理论板数最小，
    • 捷算
  • 最优加料位置：该板x≤xq，跨过该板后换操作线
  • 回流比
    • 
    • 回流比↑ ， 精馏段操作线斜率↑ ，提馏段操作线斜率↓ ，xd↑ ，xw↓
  • 加料热状态：q改变提馏段操作线，对精馏段无影响
  • 其他类型
    • 直接蒸汽加热
    • 多股加料
    • 侧线加料
    • 回收塔（只有提馏段，没有精馏段）
• 双组分精馏的操作型计算
  • 产品浓度的限制（R小 塔分离能力； R大 全塔物料衡算）
  • 温度分布
  • 灵敏板（操作条件变动引起温度变化最为显著的板）
  • 采出率：少而精，多而烂
  • 计算：试差法
• 间歇精馏
  • 特点：非定态； 全精馏，无提馏
  • 
• 恒沸精馏与萃取精馏
• 多组分精馏