1. 蒸餾的定義以及蒸餾的運用
一種分離液體混合物的方法
英文名稱:distillation
一、蒸回餾的定義
指利用液體混合物中各組分揮答發性的差異而將組分分離的傳質過程。將液體沸騰產生的蒸氣導入冷凝管,使之冷卻凝結成液體的一種蒸發、冷凝的過程。蒸餾是分離混合物的一種重要的操作技術,尤其是對於液體混合物的分離有重要的實用意義。
二、蒸餾的特點
1、通過蒸餾操作,可以直接獲得所需要的產品,而吸收和萃取還需要如其它組分。
2、蒸餾分離應用較廣泛,歷史悠久。
3、能耗大,在生產過程中產生大量的氣相或液相。
蒸餾三、蒸餾的分類
1、按方式分:簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾
2、按操作壓強分:常壓、加壓、減壓
3、按混合物中組分:雙組分蒸餾、多組分蒸餾
4、按操作方式分:間歇蒸餾、連續蒸餾
四, 蒸餾的主要儀器:蒸餾燒瓶,溫度計,冷凝管,牛角管,酒精燈,石棉網,鐵架台,錐形瓶,橡膠塞
2. 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。
3. 精餾塔的相關問題
根據理論塔板數推導出實際塔板數,對於黏度大的物料一般板間距要大一些;人孔處一般以檢修方便為依據,其他沒有太多要求;溢流形式和溢流裝置一般的《化工原理》教科書上都有很詳細的介紹,你可以參考一下,小型的精餾塔一般都採用單流型;「三苯」精餾塔一般都採用單流型;芳烴分離裝置和上游裝置配套一般都不會太大。其核心技術是控制手段先進、精度高,一般都是採取「溫差控制」。不知回答對你是否有幫助?不對之處請您指正。關於芳烴分離的其他問題,我們可以在其他時間交流。
4. 平衡蒸餾、簡單蒸餾的比較
簡單蒸餾過程的物料衡算、熱量衡算方法與平衡蒸餾並無本質區別,但簡單蒸餾是個時變過程,而平衡蒸餾為定態過程.
5. 求餾出液及釜殘液量
1.1 蒸餾過程概述與汽液平衡關系
1-1正戊烷(C5H12)和正已烷(C6H14)的飽和蒸汽壓數據列於本題附表,試計算總壓P=13.3kPa下該溶液的汽液平衡數據和平均相對揮發度。假設該物系為理想溶液。
習題1-1 附表
溫度 T / K
C5H12
223.1
233.0
244.0
251.0
260.6
275.1
291.7
309.3
C6H14
248.2
259.1
276.9
279.0
289.0
304.8
322.8
341.9
飽和蒸汽壓 p0 / kPa
1.3
2.6
5.3
8.0
13.3
26.6
53.2
101.3
1-2 某精餾塔再沸器的操作壓力為105.0kPa,釜液中含苯0.15(摩爾分率),其餘為甲苯。苯與甲苯的安托尼常數列於本題附表,安托尼方程中溫度的單位為℃,壓力單位為kPa。本物系可視作理想溶液。求此溶液的泡點及其平衡汽相組成。
習題1-2 附表
組分
A
B
C
苯
6.023
1206.35
220.24
甲 苯
6.078
1343.94
219.58
1.2 平衡蒸餾與簡單蒸餾
1-3 常壓下對含苯0.6(摩爾分率)的苯—甲苯混合液進行蒸餾分離,原料處理量為100kmol。物系的平均相對揮發度為2.6,汽化率為0.45,試計算:
(1) 平衡蒸餾的汽液相組成;
(2) 簡單蒸餾的餾出液量及其平均組成。
1-4 在常壓下對苯-甲苯混合液進行蒸餾,原料液量為100kmol/h,組成為0.7(苯摩爾分率,下同),塔頂產品組成為0.8。物系的平均相對揮發度為2.46,試分別求出平衡蒸餾和簡單蒸餾兩種操作方式下的氣化率。
(平衡蒸餾:0.448, 簡單蒸餾: 0.667)
1.3 兩組分連續精餾的計算(Ⅰ)
1-5 在連續精餾塔中分離某理想二元混合液。已知原料液流量為100 kg/h,組成為0.5 (易揮發組分的摩爾分率,下同),若要求釜液組成不大於0.05,餾出液回收率為95%。試求餾出液的流量和組成。
1-6 在連續精餾塔中分離含甲醇0.45(摩爾分率,下同)的甲醇-水溶液,其流量為100kmol/h,要求餾出液中甲醇的含量為0.96,釜液中甲醇的含量為0.03,迴流比為2.6。試求:
(1)餾出液的流量;
(2)飽和液體進料時,精餾段和提餾段的操作線方程。
1-7 在連續精餾操作中,已知加料量為100kmol/h,其中汽、液各半,精餾段和提餾段的操作線方程分別為
y=0.75x+0.24
及 y=1.25x-0.0125
試求操作迴流比,原料液的組成、餾出液的流量及組成。
1-8 一連續精餾塔分離二元理想混合溶液,已知精餾段某層塔板的氣、液相組成分別為0.83和 0.70,相鄰上層塔板的液相組成為0.77,而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78(以上均為輕組分A的摩爾分數,下同)。塔頂為泡點迴流。進料為飽和液體,其組成為0.46。若已知塔頂與塔底產量比為2/3,試求:
(1)精餾段操作線方程;
(2)提餾段操作線方程。
(精餾段3y=2x+0.95;提餾段3y=4.5x-0.195)
1.4 兩組分連續精餾的計算(Ⅱ)
1-9 在連續精餾塔中分離某理想二元混合液。已知精餾段操作線方程為 ,提餾段操作線方程為 。若原料液於露點溫度下進入精餾塔中,試求原料液、餾出液和釜殘液的組成及迴流比。
1-10連續精餾塔在常壓下分離含甲醇30%與水70%的混合液,要求塔頂產品含甲醇不低於95%,塔底殘液含甲醇不大於5%(以上均為摩爾分率)。泡點進料。
試計算:(1)最小迴流比Rmin;
(2)若R=2Rmin,求所需理論塔板數;
(3)若總板效率為50% ,所需實際塔板數與加料板位置。(化工原理例題分析與練習P117)
(Rmin=0.78, N理=7(不包括塔釜), N實際=14(不包括塔釜),N精=10, N提=4(不包括塔釜))
1-11 在連續精餾塔中,分離苯-甲苯混合液。若原料為飽和液體,其中含苯0.5(摩爾分率,下同)。塔頂餾出液組成為0.95,塔底釜殘液組成為0.06,迴流比為2.6。試求理論板層數和加料板位置。苯-甲苯混合液的平衡數據見例1-2附表。
1.5 兩組分連續精餾的計算(Ⅲ)
1-12 在常壓連續精餾塔內分離甲醇-水溶液,料液組成為0.4 (甲醇的摩爾分率,下同),流量為100kmol/h,於泡點下加入塔內。要求餾出液組成為0.96,釜液組成為0.04,塔釜間接蒸汽加熱,迴流比R=1.86Rmin。
試求:(1) 所需理論板層數及加料板位置;
(2) 若改為直接水蒸汽加熱,其它均保持不變,餾出液中甲醇收率將如何變化。
常壓下物系平衡數據列於本題附表中。
習題 1-12附表
溫度t ℃
液相中甲醇的摩爾分率
汽相中甲醇的摩爾分率
溫度t ℃
液相中甲醇的摩爾分率
汽相中甲醇的摩爾分率
100
96.4
93.5
91.2
89.3
87.7
84.4
81.7
78.0
0.0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.15
0.20
0.30
0.0
0.134
0.234
0.304
0.365
0.418
0.517
0.579
0.665
75.3
73.1
71.2
69.3
67.6
66.0
65.0
64.5
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
0.95
1.0
0.729
0.779
0.825
0.870
0.915
0.958
0.979
1.0
1-13 在常壓連續精餾塔內分離乙醇-水混合液,原料液為飽和液體,其中含乙醇0.30(摩爾分率,下同),餾出液組成不低於0.80,釜液組成為0.02;操作迴流比為2.5,若於精餾某一塔板處側線取料,其摩爾流量為餾出液摩爾流量的1/2,側線產品為飽和液體,組成為0.6。試求所需的理論板層數、進料板及側線取料口的位置。物系平衡數據見本題附表。
習題1-13 附表
液相中乙醇的摩爾分率
汽相中乙醇的摩爾分率
液相中乙醇的摩爾分率
汽相中乙醇的摩爾分率
6. 試比較簡單蒸餾和平衡蒸餾的異同
試比較簡單蒸餾和平衡蒸餾的異同
簡單蒸餾是將原料液一次加入蒸餾釜中,在一定壓強下加熱至沸,使液體不斷汽化。汽化的蒸汽引出,冷凝後加以收集,得到塔頂產品,稱為餾出液。因此,簡單蒸餾屬於間歇操作。簡單蒸餾時,氣液兩相的接觸比較充分,可以認為兩相的組分達到了平衡。
7. 試比較簡單蒸餾和間歇精餾的異同。
【答案】:簡單蒸餾平衡蒸餾又稱微分蒸餾,也是一種單級蒸餾操作,常以間歇方式進行。當混合液在蒸餾釜中部分汽化,產生的蒸汽隨即進入冷凝器中冷凝,冷凝液不斷流入接收器中,作為餾出產品,簡單蒸餾為非穩態過程,雖然瞬間形成的蒸汽和液體可視為相互平衡,但是形成的全部蒸汽並不與剩餘液體平衡。故計算為微分計算。
間歇精餾為非定態過程褲弊薯,精餾過程中,釜液及塔中各處的組成、溫胡者度均隨時間而變化,應用微分方程衡算,因此計算比較復卜卜雜;間歇精餾只有精餾段,需要消耗較多的能量,而設備的生產強度較低以及塔內存液量對精餾過程、產品的質量都有較大的影響。間歇精餾具有恆迴流比和恆餾出液組成。
8. 簡單蒸餾與平衡蒸餾比較,回收率,分離效果,產品量分別是哪個好
上課講過嘛。簡單蒸餾分離效果好,回收率低。
9. 什麼是蒸餾操作2,蒸餾和精餾有何區別
蒸餾按其抄操作方式可分為簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾和特殊精餾等。簡單蒸餾和平衡蒸餾適用於易分離物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。
10. 簡單蒸餾和平衡蒸餾的區別
簡單蒸餾過程的物料衡算、熱量衡算方法與平衡蒸餾並無本質區別,但簡單蒸餾是個時變過程,而平衡蒸餾為定態過程。