项目五 溶液蒸馏5(课件）-《化工单元操作》同步教学（化学工业出版)

项目五 溶液蒸馏 回流比 (1) 回流比的选择 说明：R↑ → N↓ → 塔设备费↓ 另一方面： →操作费↑同时，再沸器和冷凝器设备费↑，且因塔径↑ 塔设备费↑。故研究R是一个保证技术要求和保证经济效益的问题。应确定一适宜的回流比。 ① 全回流与最少理论板数 概念： R=∞ ，qnD =0 称为全回流 。 此时 qnW = qnD = qnF =0 特征：① 操作线与对角线重合，yn+1=xn； ② 塔板分离能力最大； ③ 完成分离任务所需N称为最少理论塔板数，Nmin； 应用: 开工、科研、设计。 最小理论板数的确定 : 图解法 、 逐板计算法。 a） 图解法 在平衡线与对角线之间画梯级，直至xn≤xw为止。 ② 最小回流比 a）定义 ◇　回流比减小，两操作线同时向平衡线靠近，所需理论板数 增加； ◇　继续减小至交点Q移至平衡线上时（点Ｅ），则所需的理论板数无穷多； ◇　对应的回流比称为最小回流比 Rmin。 b）计算： 　设　Ｅ（xe, ye) 则 也可由精馏段操作线在y轴上的截距yC确定。 ③ 适宜回流比 （2）塔顶设部分冷凝器 ① 目的 节省高品位冷剂。 ② 分凝器相当于一块理论板 塔内总理论板数则等于 （N－2）块理论板。 实际塔板数及塔板效率 (1) 实际塔板数 注意：N为塔内理论塔板数（不包括塔釜）， 实际板数要取整 。 (2) 塔板效率 ① 总板效率 ET 意义：反映了整个塔分离的综合性能，即为达到某一分离要求， 理论上所需塔板数和实际需要塔板数之间的关系。 影响ET的因素： a） 汽、液两相流体的物理性质； b）操作参数，如温度、压力等； c）塔结构、湍动程度、相际接触面积等。 ET的来源： a）经验公式 ； b）实测数据—— 来源生产塔或中间试验塔 。 考虑塔板效率时，则完成规定分离要求所需的实际塔板数为： 精馏操作分析 （1）诊断分析步骤 ① 充分调查，收集数据； ② 应用物料衡算的关系检验精馏塔采出量的合理性。如果采出不合理，就不可能使塔两端产品同时达到要求。 ③应用热力学原理，如相平衡关系，分析塔内温度、压力、组成等分布的合理性。 ④应用理论级及塔板效率的基本概念，分析影响分离能力的主要原因。 ⑤考查塔板的水力学性能，分析影响塔生产能力和分离能力的原因。 ① 塔的一端产品不合格 （2）故障诊断 首先考虑塔的采出量是否满足物料衡算关系： ② 塔两端产品不合格 a） 生产负荷的影响 塔的进料流量——处理能力或生产负荷。 生产负荷不能超过对应工况下塔的最大生产能力。 措施：减少进料量，增大回流比。 措施：调整采出量，使之与分离要求相匹配。 b） 进料条件的影响 进料条件包括进料量、组成及热状态。 进料热状态的影响： 措施：调整进料位置，适当提高回流比。 q = 1 0 < q < 1 c） 理论板数的影响 塔的分离能力取决于理论塔板数和各板分离能力。 措施：提高理论板数或提高操作回流比。 d） 回流比的影响 回流比接近最小回流比时，塔内各板分离能力降低，导致产品质量不合格。 措施：提高理论板数或提高操作回流比。 e ）辅助设备和公用工程的影响 主要辅助设备包括再沸器和冷凝器，有时包括中间再沸器和中间冷凝器。 公用工程主要指加热蒸汽、冷却水或冷剂。 ③ 塔压波动——生产负荷小时出现，且塔压差持续上升 原因： △ 由于工况改变引起塔内温度变化，导致“淹塔”； △ 对深冷系统，可能形成“冻堵”； △ 对易聚合、易结焦的体系，可能造成液流不畅； △ 刚检修开车时，确认塔内无固体杂物堵塞； △ 改造后，降液管面积或底隙过小设计。 ④ 塔温变化 ——塔压恒定，塔两端温度同时下降 原因： ◇ 塔顶采出量有所减少； ◇ 进料中易挥发组分含量有所增加； ◇ 进料量增加，而采出量未增加。 间歇精馏 (1) 流程及设备 (2) 应用 ① 原料液分批生产； ② 批量小，种类多，产品组成又经常变化，且分离要求较高； ③ 多组分混合物的初步分离。 (3) 特点 ① 间歇操作，料液分批加入塔釜； ② 只有精馏段，无提馏段； ③ 非稳态过程。 恒定回流比的间歇精馏 特点：塔顶产品组成不断降低； 釜液中组成也不断降低。 恒定产品组成的间歇精馏 特点：保持馏出液组成不变，连续加大回流比。 增大回流比的途径：①　提