平衡蒸餾物料守恆

Ⅰ 蒸餾的基本原理

原理：以液體混合物的汽液平衡為基礎，利用混合物中各組分（或餾分）在同一溫度下具有不同的飽和蒸汽壓性質，使混合物得以分離提純。蒸餾與其它的分離手段，如萃取、過濾結晶等相比，它的優點在於不需使用系統組分以外的其它溶劑，從而保證不會引入新的雜質。

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

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。

主要儀器

蒸餾燒瓶（帶支管的），溫度計，冷凝管，牛角管，酒精燈，石棉網，鐵架台，支口錐形瓶，橡膠塞。

Ⅱ 化工廠，關於精餾的一些問題

一、什麼是物料平衡及物料平衡在精餾操作中的意義

物料平衡是質量不變和轉換守恆定律在化工上的應用。對於任何一個生產過程來說，按重量計，物料轉化量應為產品生成量和物料損失量之和。通過物料衡算，可以知如亮道原料轉化為產品的情況以及損失量的大小，以便尋求改善的途徑。物料衡算對整個生產過程或生產的某個階段同樣適用，可對參與過程的全部物料進行衡算，也可以對任意組分進行衡算。

在操作中隨時掌握精餾塔的物料平衡情況，對於一個操作工來說是一個最基本和最起碼的要求。物料平衡掌握不好的兩種情況：一種是進料多，產出少；另一種是進料少，產出多。這兩種情況都不是正常操作，會影響產品的質量和數量。因此，為了使精餾塔處於最佳條件下操作，為了提高產品的質量和數量，降低能耗，減少加工損失，在實際操作中必須經常進行物料衡算，調整操作使進料與采出平衡。

二、什麼是精餾塔的壓力降

精餾塔的壓力降，就是平時所說的塔釜和塔頂的壓力差。對板式塔來說， 塔板壓降主要是由三部分組成，即干板壓力降，液層壓力降和克服液體表面張力的壓力降 。塔釜與塔頂的壓力差是全塔每塊塔板壓力降的總和。

干板壓力降，就把精餾塔內上升的氣體或蒸氣，通過沒有液體存在的塔板時，所產生的壓力降。當氣體穿過每層塔板上的液體層時，產生的壓力降，叫做液層壓力降。氣體克服液體表面張力所產生的壓力降，叫液體表面張力壓力降。對於固定的塔來說，在正常操作中，塔壓力降主要隨上升氣體的流速大小而變化，有經驗表明，塔壓力降與氣體流速的平方成正比。

三、蒸餾操作中，怎樣調節他的壓力及影響塔壓的因素有哪些？

塔壓是蒸餾操作的主要控制指標之一。塔壓波動太大，會破壞全塔的物料平衡和氣液平衡，使產品質量不合格。因此，精餾的操作要穩定。

調節塔壓的方法有：

第一，塔頂冷凝器為分凝器時，塔壓一般靠塔頂汽相產品取出量調節。取出加大，塔壓下降，取出減小，塔壓上升。

第二，蒸餾塔釜蒸汽用量過大，迴流量較大，塔壓升高，這時，應適當降低蒸汽量，以調低塔釜壓力。

影響塔壓變化的因素有 ：

1. 塔頂溫度。

2.塔釜溫兆斗度。

3.進料組成。

4.進料量。

5.迴流量。

6.冷卻水流量及壓力。

7.另外，儀表故族橡磨障、設備和管道的堵塞，也可以引起塔壓的變化。

Ⅲ 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.

Ⅳ 掌握物料平衡在精餾操作中有何意義

答：物料平衡是質量和能量守恆在化工生產中的應用。在精餾操作中，隨內時掌握精餾的物料平衡容是極為重要的，如果不掌握平衡會形成進料多，采出少，或進料少，采出多的不正常操作影響產品的質量和數量．因此為了使精餾塔處於最佳的操作條件．提高產品質量。降低消耗，杜絕跑料，在實際操作中，必須掌握物料平衡。

Ⅳ 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。

Ⅵ 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。

Ⅶ 求化工原理知識點提要

一、流體力學及其輸送
1.單元操作：物理化學變化的單個操作過程,如過濾、蒸餾、萃取.
2.四個基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡關系、過程速率.
3.牛頓粘性定律：F=±τA=±μA/dy,(F：剪應力；A：面積；μ：粘度；/dy：速度梯度).
4.兩種流動形態：層流和湍流.流動形態的判據雷諾數Re=ρ/μ；層流—2000—過渡—4000—湍流.
5.連續性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C.
6.流體阻力=沿程阻力+局部阻力；范寧公式：沿程壓降：Δpf=λlρu2/2d,沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系數)；層流時λ=64/Re,湍流時λ=F(Re,ε/d),(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g,(ξ：局部阻力系數,情況不同計算方法不同)
7.流量計：變壓頭流量計(測速管、孔板流量計、文丘里流量計)；變截面流量計.
8.離心泵主要參數：流量、壓頭、效率、軸功率；工作點(提供與所需水頭一致)；安裝高度(氣蝕現象,氣蝕餘量)；泵的型號(泵口直徑和揚程)；氣體輸送機械：通風機、鼓風機、壓縮機、真空泵.
二、非均相機械分離
1.顆粒的沉降：層流沉降速度Vt=(ρp-ρ)gdp2/18μ,(ρp-ρ：顆粒與流體密度差,μ：流體粘度)；重力沉降(沉降室,H/v=L/u,多層；增稠器,以得到稠漿為目的的沉澱)；離心沉降(旋風分離器).
2.過濾：深層過濾和濾餅過濾(常用,助濾劑增加濾餅剛性和空隙率)；分類：壓濾、離心過濾,間歇、連續；濾速的康采尼方程：u=(Δp/Lμ)ε3/5a2(1-ε)2,(ε：濾餅空隙率；a：顆粒比表面積；L：層厚).
三、傳熱
1.傳熱方式：熱傳導(傅立葉定律)、對流傳熱(牛頓冷卻定律)、輻射傳熱(四次方定律)；熱交換方式：間壁式傳熱、混合式傳熱、蓄熱體傳熱(對蓄熱體的周期性加熱、冷卻).
2.傅立葉定律：dQ= -λdA ,(Q：熱傳導速率；A：等溫面積；λ：比例系數； ：溫度梯度)；
λ與溫度的關系：λ=λ0(1+at),(a：溫度系數).
3.不同情況下的熱傳導：單層平壁：Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]=溫差/熱阻,(b：壁厚；Cm=(λ1-λ2)/2)；
多層平壁：Q=(t1-tn+1)/ [bi /(λiA)]；單層圓筒：Q=(t1-t2)/[b/(λAm)],(A：圓筒側面積,C= (A2-A1)/ln(A2/A1))；
多層圓筒：Q=2πL(t1-t n+1)/ [1/λi [ln(ri+1/ri) ].
4.對流傳熱類型：強制對流傳熱(外加機械能)、自然對流傳熱、(溫差導致)、蒸汽冷凝傳熱(冷壁)、液體沸騰傳熱(熱壁),前兩者無相變,後兩者有相變；牛頓冷卻定律：dQ=hdAΔt,(Δt＞0；h：傳熱系數).
5.吸收率A+反射率R+透射率D=1；黑體A=1,鏡體R=1,透熱體D=1,灰體A+R=1；
總輻射能E=Eλdλ,(Eλ：單色輻射能；λ：波長)；
四次方定律：E=C(T/100)4=εC0(T/100)4,(C：灰體輻射常數；C0：黑體輻射常數；ε=C/C0：發射率或黑度)；
兩物體輻射傳熱：Q1-2=C1-2φA[(T1/100)4-(T2/100)4],(φ：角系數；A：輻射面積；C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)])
6.總傳熱速率方程：dQ=KmdA,(dQ：微元傳熱速率；Km：總傳熱系數；A：傳熱面積)；
1/K=1/h1+bA1/λAm+A1/h2A2,(h1,h2：熱、冷流體表面傳熱系數).
7.換熱器：夾套換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器.
四、蒸餾
1.蒸餾分類：操作方式：連續蒸餾、間歇蒸餾；對分離的要求：簡單蒸餾、平衡蒸餾(閃蒸)、精餾、特殊精餾；壓力：常壓蒸餾、加壓蒸餾、減壓蒸餾；組分：雙組分蒸餾和多組分蒸餾(精餾),常用精餾塔.
2.雙組分溶液氣液相平衡：液態泡點方程：xA=[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)],(xA：液態組分A的摩爾分數；p (t)：壓強關於溫度的函數)；
氣態露點方程：yA=pA/p=[pA(t)/p]×[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)]；
平衡常數KA=yA/xA,理想溶液：KA=p°A/p,即組分飽和蒸氣壓和總壓之比；
揮發度：υA=pA/xA,相對揮發度：αAB=υA/υB,最終可導出氣液平衡方程：y=αx/[1+(a-1)x]；
氣液平衡相圖：p-x圖(等溫) 、t-x(y)圖(等壓)、x-y圖.
3.平衡蒸餾：qn(F),xF加熱至泡點以上tF,減壓氣化,溫度達到平衡溫度te,兩相平衡qn(D),yD和qn(W),xW；
物料衡算：yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1),(液化率：q=qn(W)/qn(F))；
熱量衡算：tF=te+(1-q)γ/Cp,m,(Cp,m：原液的摩爾定壓熱容；γ：原液的摩爾氣化潛熱)；平衡關系：yD=αxW/[1+(α-1)xW].
4.簡單蒸餾：持續加熱至釜液組成和餾出液組成達到規定時停止；
關系式：ln[n(F)/n(W)]= {ln(xF/xW)-αln[(1-xF)/(1-xW)]}/(α-1)；
總物料衡算：n(F)=n(W)+n(D)；易揮發組分衡算：n(F)xF =n(W)xW+n(D)xD；
推出：xD= [n(F)xF-n(W)xW]/[n(F)-n(W)].
5.精餾：多次部分氣化部分冷凝(連續、間歇),泡點不同採取不同的壓力操作,塔板數從上至下記；
塔頂易揮發組分回收率：ηD=qn(D)xD/qn(F)xF×100%,
釜中不易揮發組分回收率：ηW=qn(W)(1-xW)/[qn(F)(1-xF)]×100%；
精餾段總物料衡算：qn(V)=qn(D)+qn(L)；精餾段易揮發組分衡算：qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn；(V：各層上升蒸汽量；D：塔頂餾出液量；L：各板下降的液量；yn+1：第n+1塊板上升的蒸汽中易揮發組分的摩爾分數；xn：第n塊板下降的液體中易揮發組分的摩爾分數),
精餾段操作線方程：yn+1=Rxn/(R+1) +xD/(R+1),(迴流比R= qn(L)/qn(D))；
提餾段段總物料衡算：qn(L』)=qn(V』)+qn(W)；提餾段易揮發組分衡算：qn(L』)x』m=qn(V』)y』m+1 +qn(W)xW ；(W：釜液量),提餾段操作線方程：y』m+1= qn(L』)x』m/qn(V』)-qn(W)xW/qn(V』)；
總的物料衡算：qn(F)+qn(V』)+qn(L)=qn(V)+qn(L』),乘上各焓值Hx即為熱量衡算,qn(V)=qn(V』)+(1-q)qn(F),(精餾進料熱狀態參數q=(HV-HF)/(HV-HL),即單位原料液變為飽和蒸汽所需要的熱量與單位原料液潛熱之比)；
進料方程：y=qx/(q-1)-xF/(q-1)；理論塔板的計算逐板法和圖解法,迴流比R增大理論塔板數減小,解析法：全迴流理論塔板數Nmin={lg[xD(1-xw)/[xw(1-xD)]]}/lgam-1,(am：全塔平均揮發度)；
最小迴流比Rmin=(xD-yq)/(yq-xq),(xq,yq：進料時),R實=(1.1—2.0) Rmin；
全塔效率ET為理論塔板數與實際塔板數之比；
間歇精餾：分批精餾,一次進料待釜液達到指定組成後,放出殘液,再次加料,用於分離量少而純度要求高的物料,每批精餾氣化物質的量n(V )= (R+1)n(D),所需時間τ=n(V)/qn(V)；
特殊精餾：恆沸精餾(加第三組分,形成新的低恆沸物,增大相對揮發度) 、萃取精餾(加第三組分,增大相對揮發度)、加鹽萃取精餾、分子蒸餾(針對高分子量、高沸點、高粘度、熱穩定性極差的有機物).
五、吸收
1.吸收劑的要求：對溶質的溶解度大,對其他成分溶解度小、易於再生、不易揮發、粘度低、無腐蝕性、無毒不易燃、價低,吸收率η=(mA除/mA進)×100%≈[ (y1-y2)/y1]×100%,(y1,y2：進塔和出塔混合氣中A的摩爾分數).
2.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA,(c*A：溶解度；H：溶解度系數；pA：氣相分壓)；p*A=ExA,(xA：液相中溶質摩爾分數；E：亨利系數)；y*=mx,(平衡常數m=E/p)；E=ρs/HMs,(ρs,Ms：純溶劑密度和相對分子質量).
3.費克定律：jA=-DABdcA/dz,(jA：擴散速率；DAB：組分A在組分B中的擴散系數；dcA/dz：組分A在擴散方向z上的濃度梯度)；
等分子擴散速率：NA= jA=D(pA,1-pA,2)/RTz；單向擴散：NA=D(pA,1-pA,2)p/RTz pB,m,(p/pB,m：漂流因子,pB,m= (pB,2-pB,1)/ln(pB,2/pB,1),即對數平均值)；同理,NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m.
5.吸收塔操作線方程：qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2),(qn(V)：二元混合氣摩爾流量；qn(L)：液相摩爾流量；x,y：任意一截面液氣相摩爾流量)；
最小液氣比[qn(L)/qn(V)]min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)= (1.1—2.0) [qn(L)/qn(V)]min；
低濃度時填料塔高度h=qn(V) [dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L) [dx/(x*-x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL,(K：傳質系數；S：塔截面積；a：單位體積填料有效接觸面積；NOG= [dy/(y-y*)]：氣相總傳質單元數；HOG =qn(V)/KyaS：氣相總傳質單元高度)；
相平衡線為直線時：NOG=ln[(1-S』)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S』]/(1-S』),NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A]/(1-A),(吸收因數：A=1/S』= qm(V)/mqm(V)).
5.填料塔：液體上進下出,氣體下進上出,其中設有液體在分布器,可使其均勻分布於填料表面,塔頂可按轉除末器.
六、乾燥
1.絕對濕度δ=0.622pV/(p-pV),(pV：水蒸汽分壓)；相對濕度φ= pV/pS,(pS：水蒸汽飽和分壓)；濕焓I=Ig+δIv,(Ig：絕干空氣的焓；Iv：水蒸汽的焓).
2.物料的干基濕含量X=m水/m絕干,是基濕含量ω=m水/m總×100%,ω=X/(1+X)；物料分類：非吸濕毛細孔物料、吸濕多孔物料和膠體無孔物料；物料與水分：總水分、平衡水分、自由水分、非結合水分、結合水分.
3.乾燥過程物料衡算：qm,c(X1-X2)=qm,L(δ2-δ1)=qm,W,(qm,c：絕對乾料的質量流量；qm,L：絕干空氣質量流量；qm,W：乾料蒸發出水分的質量流量),即濕物料減少水分等於干空氣中增加的水分；
熱量衡算：q=qD+qP=qm,L(I2-I0)+qm,c(I』2-I』1)+qL,(qD：單位時間乾燥器熱量；qP：單位時間預熱氣熱量；qL：單位時間熱損失；I2：出乾燥器的空氣的焓；I0：進預熱器的空氣的焓；I』2,I』1：進出乾燥器物料的焓),qD=qm,L(I1-I0) =qm,L(1.01+1.88δ0) (t1-t0),qD=qm,L(I2-I1)+qm,c(I』2-I』1)+qL；
乾燥器熱效率：η=qd/qP×100%,(qd=qm,L(1.01+1.88δ0) (t1-t2)).
4.乾燥速率U=h(t-tW)/rtw,(h：對流表面傳熱系數；t：恆定乾燥條件下空氣平均溫度；tW：初始狀態空氣濕球溫度；r：飽和蒸汽冷凝潛熱)；
恆速乾燥階段時間：τ1=qm,c(X1-Xc)/UcS,(Xc：臨界濕含量；S：乾燥面積),
降速乾燥階段時間：τ2=qm,c(Xc-X*)ln[(Xc-X*)/( X2-X*)]/UcS.
5.乾燥器分類：廂式乾燥器、隧道乾燥器、轉筒乾燥器、帶式乾燥器、轉鼓乾燥器、噴霧乾燥、流化床乾燥器、氣流乾燥器、微波高頻乾燥.
七、新型分離技術
1.超臨界萃取：以超臨界流體作萃取劑(密度接近於液體,而粘度接近於氣體,擴散系數位於兩者之間),其具有很強的選擇性和溶解能力,傳質速率大；流程可分為：等溫法、等壓法和吸附吸收法.
2.膜分離技術：微濾、超濾、納濾、反滲透、透析、電滲析、氣膜膜分離、滲透氣化(溶質發生相變化,再透過側以氣相狀態存在).

Ⅷ 平衡蒸餾的操作溫度是平衡溫度么

平衡蒸餾（或閃餾）是一種單級蒸餾操作。當在單極釜內進行平衡蒸餾時，釜內液體混合物被部分汽化，並使氣相與液相處於平衡狀態，然後將汽液兩相分開。這種操作既可以間歇又可以連續方式進行。平衡蒸餾計算所應用的基本關系是物料衡算、熱量衡算和氣液平衡關系。平衡蒸餾中，氣液兩相處於平衡狀態，即兩相溫度相同，組成互為平衡。平衡蒸餾為穩定連續過程，生產能力大，不能得到高純產物，常用於只需粗略分離的物料，在石油煉制及石油裂解分離的過程中常使用多組分溶液的平衡蒸餾。