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1、1.6间歇精馏间歇精馏当混合液的分离要求较高而料液品种或组成经常变化时,采用间歇精馏的操作方式比较灵活机动。间歇精馏,料液成批投入精馏釜,逐步加热气化,待釜液组成降至规定值后将其一次排出。由此不难理解,间歇精馏过程具有如下特点。(1)间歇精馏为非定态过程。(2)间歇精馏全塔均为精馏段,没有提馏段。间歇精馏的设计计算:设计计算-求出塔板数。操作型计算-求回流比或产品组成。1.6.1回流比恒定的间歇精馏计算回流比恒定的间歇精馏计算因塔板数和回流比不变,在精馏过程中塔釜组成与馏出液组成xD必同时降低。当釜液组成或馏出液的平均组成达到规定值时,就停止操作。一、确定理论板数确定理论板数(1)计算计算Rm
2、im和和R:式中:式中:yFe与原料液相平衡的汽相浓与原料液相平衡的汽相浓度。度。R=(1.12)Rmin(2)图解法求理论板数物料衡算:当此等于或稍大于规定值,则上述计算有效。处理一批料液塔釜的总蒸发量为 V=(R+1)D(9-98)由此可计算加热蒸汽的消耗量1.6.2保持馏出液组成恒定的间歇精馏保持馏出液组成恒定的间歇精馏1确定理论板数确定理论板数设计的精馏塔应能满足过程的最大分离要求,设计应以操作终了时的釜液组成xw为计算基准。为使塔板数保持在合理范围内,操作终了的回流比R终应大于上式Rmin的某一倍数。此最终回流比的选择由经济因素决定。1.7恒沸精馏与萃取精馏恒沸精馏与萃取精馏a1,y
3、x;,可以用精馏的方法分离;当a接近于1或被分离的物系中各组分形成恒沸物时,则根本不能用普通精馏方法加以分离,必须采用特殊精馏1.7.1恒沸精馏恒沸精馏恒沸精馏是在双组分混合液中加入第三组分(称为挟带剂),该组分能与原溶液中一个或多个组分形成新的最低最低恒沸物,且其沸点低于原物系中任一组分的沸点,从而使原物系能用精馏方法分离。若要制取纯乙醇,工业上就采用恒沸精馏,其流程如图6-45所示。恒恒沸沸精精馏馏挟挟带带剂剂的的选选择择选择适当的挟带剂是恒沸精馏成败的关键,对挟带剂的基本要求:挟带剂能与待分离组分之一(或两个)形成最低恒沸物,并且希望与料液中含量较少的组分形成恒沸物从塔顶蒸出,以减少操作
4、的热能消耗。新形成的恒沸物要便于分离,以回收其中的挟带剂恒沸物中挟带剂的相对含量少,即每份挟带剂用量少,操作较为经济。1.7.2萃取精馏萃取精馏萃取精馏(extractivedisgillafion)是向混合液中加入溶剂(又称萃取剂),而萃取剂与原溶液中任何一组分相比,都具有较高较高的沸点。,从而加大了原料中两组分的相对挥发度,使恒沸物或沸点相差很小的物系仍能用精馏方法分离。如异辛烷(沸点为99.3)和甲苯(沸点为110.8)的混合液若添加萃取剂苯酚(沸点为180),则原混合液中两组分的相对挥发度增大。如图626所示。图6-26异辛烷-甲苯的萃取精馏萃萃取取精精馏馏添添加加剂剂的的选选择择作为
5、萃取精馏添加剂的主要条件:选择性高,即加入少量溶剂后即能大幅度地增加溶液的相对挥发度。挥发性小,即具有比被分离组分高得多的沸点,且不与原溶液各组分形成恒沸物,以便于分离回收。添加剂能与原溶液有足够的互溶度,两者能良好地混合,以充分发挥每块板上液相中添加剂的作用1.1.某某A A、B B混合物的汽液关系混合物的汽液关系如图所示如图所示,则:则:(a)Ta)T1 1_T_T2 2,T,T3 3_T_T4 4 (,=,=,)(b)(b)用精馏方法将用精馏方法将A A、B B分离分离,N NT T=,当当X XF F=0.4=0.4时,塔顶产品是时,塔顶产品是_,塔底产品是,塔底产品是_,当当X XF F=0.8=0.8时,塔顶产品是时,塔顶产品是_,塔底产品是,塔底产品是_。(A A或或B B或或ABAB)(,B AB ,A AB),B AB ,A AB)