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精馏的原理及操作评价



精馏是蒸馏方法的一种,它在工业上应用最广,操作方式也有很多种。精馏的原理及操作评价的主要指标有哪些?下面简单向大家介绍一下,希望感兴趣的朋友一起分享。
一、原理:
    原理双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。典型的精馏设备是连续精馏装置,包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。精馏塔供汽液两相接触进行相际传质,位于塔顶的冷凝器使蒸气得到部分冷凝,部分凝液作为回流液返回塔顶,其余馏出液是塔顶产品。
    位于塔底的再沸器使液体部分汽化,蒸气沿塔上升,余下的液体作为塔底产品。进料加在塔的中部,进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降,进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。
    在整个精馏塔中,汽液两相逆流接触,进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相,汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系,只要设计和操作得当,馏出液将是高纯度的易挥发组分,塔底产物将是高纯度的难挥发组分。    进料口以上的塔段,把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓,称为精馏段;进料口以下的塔段,从下降液体中提取易挥发组分,称为提馏段。两段操作的结合,使液体混合物中的两个组分较完全地分离,生产出所需纯度的两种产品。当使 n组分混合液较完全地分离而取得n个高纯度单组分产品时,须有n-1个塔。
      精馏之所以能使液体混合物得到较完全的分离,关键在于回流的应用。回流包括塔顶高浓度易挥发组分液体和塔底高浓度难挥发组分蒸气两者返回塔中。汽液回流形成了逆流接触的汽液两相,从而在塔的两端分别得到相当纯净的单组分产品。塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比,称为回流比,它是精馏操作的一个重要控制参数,它的变化影响精馏操作的分离效果和能耗。
二、操作评价:
     评价精馏操作的主要指标是:
     1.产品的纯度。板式塔中的塔板数或填充塔中填料层高度,以及料液加入的位置和回流比等,对产品纯度均有一定影响。调节回流比是精馏塔操作中用来控制产品纯度的主要手段。
     2.组分回收率。这是产品中组分含量与料液中组分含量之比。
     3.操作总费用。主要包括再沸器的加热费用、冷凝器的冷却费用和精馏设备的折旧费,操作时变动回流比,直接影响前两项费用。此外,即使同样的加热量和冷却量,加热费用和冷却费用还随着沸腾温度和冷凝温度而变化,特别当不使用水蒸气作为加热剂或者不能用空气或冷却水作为冷却剂时,这两项费用将大大增加。选择适当的操作压力,有时可避免使用高温加热剂或低温冷却剂(或冷冻剂),但却增添加压或抽真空的操作费用.

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