化工模拟软件aspen plus 第7章 分离单元模拟PartA

第7章分离单元模拟Part A

作者：武佳孙兰义

蒸馏基础知识

蒸馏依据

蒸馏过程利用均相液体混合物中各组分饱和 蒸汽压（或沸点或挥发性）的差异而使各组分得以分离

蒸馏基础知识

蒸馏过程的分类

按操作流程分

间歇蒸馏、连续蒸馏

按蒸馏方法分

简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏

按操作压力分

常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏

按组分数分

二元蒸馏、多元蒸馏、复杂蒸馏

蒸馏基础知识

通过相对挥发度表示的汽液平衡关系yi KixiKi f T,P

在蒸馏分离过程中，系统的温度、压力时刻在发生变化，导致相平衡常数K 也在不断变化，给计算过程带来很大不便，为了避免这个问题，考虑能否找出另一参数来表达相平衡关系，而这一参数随着操作条件的变化并不明显

蒸馏基础知识

挥发度

表示物质挥发能力的大小对纯组分：

对混合液体：v Poo

A对理想溶液：PA PxAPB Pxo

BB

vA Po

AvB Po

Bv f T

蒸馏基础知识

相对挥发度α

定义：

低压：高压： 混合物中两组分挥发度之比，用来表示挥发能力的差异 对二元物系，通常用轻组分的挥发度比上重组分的挥发度同样适用于

低压理想物系

蒸馏基础知识

相对挥发度表示的相平衡关系

二元物系：─以α表示的相平衡方程

蒸馏基础知识

讨论是衡量组分是否易于分离的标志

不能用蒸馏的方法分离

α与1.0偏离越大，两组

分越易分离 α<1时，y<x，可分离

蒸馏基础知识——蒸馏方式

简单蒸馏

操作及流程

蒸馏基础知识——蒸馏方式 简单蒸馏

相图分析

蒸汽一形成就离开系统

（釜内）液相x 越来越小，

温度T 越来越高

出釜气相y 越来越小

不稳定过程

蒸馏基础知识——蒸馏方式

平衡蒸馏闪蒸

操作及流程

混合物在加热或冷却过程中，气、液两相共存，并保持平衡状态，将气、液两相分开，以使混合物得到一定程度的分离，这种分离方

式称为平衡蒸馏

蒸馏基础知识——蒸馏方式 平衡蒸馏相图分析

y 平衡蒸馏是液体的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸馏操作

蒸馏基础知识——精馏原理 平衡级

模型：

使原未达到平衡的的汽、液两相接触，两相将向

平衡趋近，若接触足够充分、气液充分混合，离开时汽、液两相将达到平衡，此种设备称为一个平衡级

蒸馏基础知识——精馏原理一次部分汽化和一次部分冷凝

一次部分汽化一次部分冷凝

蒸馏基础知识——精馏原理

分析

x1＜xF＜y1，一次部分汽化与

一次部分冷凝皆有分离作用

全部汽化或全部冷凝无分

离作用

受平衡的限制，一次部分气

化与一次部分冷凝分离作用有

限，得不到较高纯度产品

蒸馏基础知识——精馏原理

多次部分汽化和多次部分冷凝y3yD ）x32’

（冷凝后作为产品xW）