1. 蒸馏的定义以及蒸馏的运用
一种分离液体混合物的方法
英文名称:distillation
一、蒸回馏的定义
指利用液体混合物中各组分挥答发性的差异而将组分分离的传质过程。将液体沸腾产生的蒸气导入冷凝管,使之冷却凝结成液体的一种蒸发、冷凝的过程。蒸馏是分离混合物的一种重要的操作技术,尤其是对于液体混合物的分离有重要的实用意义。
二、蒸馏的特点
1、通过蒸馏操作,可以直接获得所需要的产品,而吸收和萃取还需要如其它组分。
2、蒸馏分离应用较广泛,历史悠久。
3、能耗大,在生产过程中产生大量的气相或液相。
蒸馏三、蒸馏的分类
1、按方式分:简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏
2、按操作压强分:常压、加压、减压
3、按混合物中组分:双组分蒸馏、多组分蒸馏
4、按操作方式分:间歇蒸馏、连续蒸馏
四, 蒸馏的主要仪器:蒸馏烧瓶,温度计,冷凝管,牛角管,酒精灯,石棉网,铁架台,锥形瓶,橡胶塞
2. 什么是蒸馏操作2,蒸馏和精馏有何区别
蒸馏按其操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。简单蒸馏版和平衡蒸馏适用于易分离物权系或分离要求不高的场合;精馏适用于难分离物系或对分离要求较高的场合;特殊精馏适用于普通精馏难以分离或无法分离的物系。工业生产中以精馏操作应用最为广泛。
蒸馏和精馏的根本区别是精馏具有回流。
3. 精馏塔的相关问题
根据理论塔板数推导出实际塔板数,对于黏度大的物料一般板间距要大一些;人孔处一般以检修方便为依据,其他没有太多要求;溢流形式和溢流装置一般的《化工原理》教科书上都有很详细的介绍,你可以参考一下,小型的精馏塔一般都采用单流型;“三苯”精馏塔一般都采用单流型;芳烃分离装置和上游装置配套一般都不会太大。其核心技术是控制手段先进、精度高,一般都是采取“温差控制”。不知回答对你是否有帮助?不对之处请您指正。关于芳烃分离的其他问题,我们可以在其他时间交流。
4. 平衡蒸馏、简单蒸馏的比较
简单蒸馏过程的物料衡算、热量衡算方法与平衡蒸馏并无本质区别,但简单蒸馏是个时变过程,而平衡蒸馏为定态过程.
5. 求馏出液及釜残液量
1.1 蒸馏过程概述与汽液平衡关系
1-1正戊烷(C5H12)和正已烷(C6H14)的饱和蒸汽压数据列于本题附表,试计算总压P=13.3kPa下该溶液的汽液平衡数据和平均相对挥发度。假设该物系为理想溶液。
习题1-1 附表
温度 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
饱和蒸汽压 p0 / kPa
1.3
2.6
5.3
8.0
13.3
26.6
53.2
101.3
1-2 某精馏塔再沸器的操作压力为105.0kPa,釜液中含苯0.15(摩尔分率),其余为甲苯。苯与甲苯的安托尼常数列于本题附表,安托尼方程中温度的单位为℃,压力单位为kPa。本物系可视作理想溶液。求此溶液的泡点及其平衡汽相组成。
习题1-2 附表
组分
A
B
C
苯
6.023
1206.35
220.24
甲 苯
6.078
1343.94
219.58
1.2 平衡蒸馏与简单蒸馏
1-3 常压下对含苯0.6(摩尔分率)的苯—甲苯混合液进行蒸馏分离,原料处理量为100kmol。物系的平均相对挥发度为2.6,汽化率为0.45,试计算:
(1) 平衡蒸馏的汽液相组成;
(2) 简单蒸馏的馏出液量及其平均组成。
1-4 在常压下对苯-甲苯混合液进行蒸馏,原料液量为100kmol/h,组成为0.7(苯摩尔分率,下同),塔顶产品组成为0.8。物系的平均相对挥发度为2.46,试分别求出平衡蒸馏和简单蒸馏两种操作方式下的气化率。
(平衡蒸馏:0.448, 简单蒸馏: 0.667)
1.3 两组分连续精馏的计算(Ⅰ)
1-5 在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。已知原料液流量为100 kg/h,组成为0.5 (易挥发组分的摩尔分率,下同),若要求釜液组成不大于0.05,馏出液回收率为95%。试求馏出液的流量和组成。
1-6 在连续精馏塔中分离含甲醇0.45(摩尔分率,下同)的甲醇-水溶液,其流量为100kmol/h,要求馏出液中甲醇的含量为0.96,釜液中甲醇的含量为0.03,回流比为2.6。试求:
(1)馏出液的流量;
(2)饱和液体进料时,精馏段和提馏段的操作线方程。
1-7 在连续精馏操作中,已知加料量为100kmol/h,其中汽、液各半,精馏段和提馏段的操作线方程分别为
y=0.75x+0.24
及 y=1.25x-0.0125
试求操作回流比,原料液的组成、馏出液的流量及组成。
1-8 一连续精馏塔分离二元理想混合溶液,已知精馏段某层塔板的气、液相组成分别为0.83和 0.70,相邻上层塔板的液相组成为0.77,而相邻下层塔板的气相组成为0.78(以上均为轻组分A的摩尔分数,下同)。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体,其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2/3,试求:
(1)精馏段操作线方程;
(2)提馏段操作线方程。
(精馏段3y=2x+0.95;提馏段3y=4.5x-0.195)
1.4 两组分连续精馏的计算(Ⅱ)
1-9 在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。已知精馏段操作线方程为 ,提馏段操作线方程为 。若原料液于露点温度下进入精馏塔中,试求原料液、馏出液和釜残液的组成及回流比。
1-10连续精馏塔在常压下分离含甲醇30%与水70%的混合液,要求塔顶产品含甲醇不低于95%,塔底残液含甲醇不大于5%(以上均为摩尔分率)。泡点进料。
试计算:(1)最小回流比Rmin;
(2)若R=2Rmin,求所需理论塔板数;
(3)若总板效率为50% ,所需实际塔板数与加料板位置。(化工原理例题分析与练习P117)
(Rmin=0.78, N理=7(不包括塔釜), N实际=14(不包括塔釜),N精=10, N提=4(不包括塔釜))
1-11 在连续精馏塔中,分离苯-甲苯混合液。若原料为饱和液体,其中含苯0.5(摩尔分率,下同)。塔顶馏出液组成为0.95,塔底釜残液组成为0.06,回流比为2.6。试求理论板层数和加料板位置。苯-甲苯混合液的平衡数据见例1-2附表。
1.5 两组分连续精馏的计算(Ⅲ)
1-12 在常压连续精馏塔内分离甲醇-水溶液,料液组成为0.4 (甲醇的摩尔分率,下同),流量为100kmol/h,于泡点下加入塔内。要求馏出液组成为0.96,釜液组成为0.04,塔釜间接蒸汽加热,回流比R=1.86Rmin。
试求:(1) 所需理论板层数及加料板位置;
(2) 若改为直接水蒸汽加热,其它均保持不变,馏出液中甲醇收率将如何变化。
常压下物系平衡数据列于本题附表中。
习题 1-12附表
温度t ℃
液相中甲醇的摩尔分率
汽相中甲醇的摩尔分率
温度t ℃
液相中甲醇的摩尔分率
汽相中甲醇的摩尔分率
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 在常压连续精馏塔内分离乙醇-水混合液,原料液为饱和液体,其中含乙醇0.30(摩尔分率,下同),馏出液组成不低于0.80,釜液组成为0.02;操作回流比为2.5,若于精馏某一塔板处侧线取料,其摩尔流量为馏出液摩尔流量的1/2,侧线产品为饱和液体,组成为0.6。试求所需的理论板层数、进料板及侧线取料口的位置。物系平衡数据见本题附表。
习题1-13 附表
液相中乙醇的摩尔分率
汽相中乙醇的摩尔分率
液相中乙醇的摩尔分率
汽相中乙醇的摩尔分率
6. 试比较简单蒸馏和平衡蒸馏的异同
试比较简单蒸馏和平衡蒸馏的异同
简单蒸馏是将原料液一次加入蒸馏釜中,在一定压强下加热至沸,使液体不断汽化。汽化的蒸汽引出,冷凝后加以收集,得到塔顶产品,称为馏出液。因此,简单蒸馏属于间歇操作。简单蒸馏时,气液两相的接触比较充分,可以认为两相的组分达到了平衡。
7. 试比较简单蒸馏和间歇精馏的异同。
【答案】:简单蒸馏平衡蒸馏又称微分蒸馏,也是一种单级蒸馏操作,常以间歇方式进行。当混合液在蒸馏釜中部分汽化,产生的蒸汽随即进入冷凝器中冷凝,冷凝液不断流入接收器中,作为馏出产品,简单蒸馏为非稳态过程,虽然瞬间形成的蒸汽和液体可视为相互平衡,但是形成的全部蒸汽并不与剩余液体平衡。故计算为微分计算。
间歇精馏为非定态过程裤弊薯,精馏过程中,釜液及塔中各处的组成、温胡者度均随时间而变化,应用微分方程衡算,因此计算比较复卜卜杂;间歇精馏只有精馏段,需要消耗较多的能量,而设备的生产强度较低以及塔内存液量对精馏过程、产品的质量都有较大的影响。间歇精馏具有恒回流比和恒馏出液组成。
8. 简单蒸馏与平衡蒸馏比较,回收率,分离效果,产品量分别是哪个好
上课讲过嘛。简单蒸馏分离效果好,回收率低。
9. 什么是蒸馏操作2,蒸馏和精馏有何区别
蒸馏按其抄操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。简单蒸馏和平衡蒸馏适用于易分离物系或分离要求不高的场合;精馏适用于难分离物系或对分离要求较高的场合;特殊精馏适用于普通精馏难以分离或无法分离的物系。工业生产中以精馏操作应用最为广泛。
蒸馏和精馏的根本区别是精馏具有回流。
10. 简单蒸馏和平衡蒸馏的区别
简单蒸馏过程的物料衡算、热量衡算方法与平衡蒸馏并无本质区别,但简单蒸馏是个时变过程,而平衡蒸馏为定态过程。