A. 化工原理课程设计 精馏 苯与氯苯 前言怎么写
一.前言
1.精馏与塔设备简介
蒸馏是分离液体混合物的一种方法,是传质过程中最重要的单元操作之一,蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异,即各组分在相同的压力、温度下,其探发性能不同(或沸点不同)来实现分离目的。例如,设计所选取的苯-甲苯体系,加热苯(沸点80.2℃)和甲苯(沸点110.4℃)的混合物时,由于苯的沸点较甲苯为低,即苯挥发度较甲苯高,故苯较甲苯易从液相中汽化出来。若将汽化的蒸汽全部冷凝,即可得到苯组成高于原料的产品,依此进行多次汽化及冷凝过程,即可将苯和甲苯分离。这多次进行部分汽化成部分冷凝以后,最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分,而在液相中得到较纯的难挥发组分,这就是精馏。
在工业中,广泛应用精馏方法分离液体混合物,从石油工业、酒精工业直至焦油分离,基本有机合成,空气分离等等,特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。
蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压(真空)蒸馏。此外,按操作是否连续蒸馏和间歇蒸馏。工业中的蒸馏多为多组分精馏,本设计着重讨论常压下的双组分精馏,即苯-甲苯体系。
在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收,解吸,精馏,萃取等单元操作中,气液传质设备必不可少。塔设备就是使气液成两相通过紧密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。
塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔,后者的代表则为填料塔。
筛板塔在十九世纪初已应用与工业装置上,但由于对筛板的流体力学研究很少,被认为操作不易掌握,没有被广泛采用。五十年代来,由于工业生产实践,对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践,形成了较完善的设计方法。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点:生产能力大于10.5%,板效率提高产量15%左右;而压降可降低30%左右;另外筛板塔结构简单,消耗金属少,塔板的造价可减少40%左右;安装容易,也便于清理检修。本设计讨论的就是筛板塔。
2.体系介绍
苯,沸点为80.2℃;氯苯,沸点为110.4℃,是非常重要的化工原料,都为无色、无毒,有一定致癌性的最常见的有机溶剂,因其良好的理化性能,而被广泛地应用于化工、日化、医药等行业。苯-甲苯体系为完全互溶双液理想系统。
氯苯(A)~苯(B)二组分体系在 下的气~液平衡数据
3.筛板塔的特点
筛板塔板简称筛板,结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的大小,分为小
孔径筛板(孔径为3—8mm)和大孔径筛板(孔径为10—25mm)两类。工业应用小以小孔径
筛板为主,大孔径筛板多用于某些特殊场合(如分离粘度大、易结焦的物系)。
筛板的优点足结构简单,造价低;板上液面落差小,气体压降低,生产能力较大;气体分散均匀,传质效率较高。其缺点是筛孔易堵塞,不宜处理易结焦、粘度大的物料。
应予指出,尽管筛板传质效率高,但若设计和操作不当,易产生漏液,使得操作弹性减
小,传质效率下降.故过去工业上应用较为谨慎。近年来,由于设计和控制水平的不断提高,
可使筛板的操作非常精确,弥补了上述不足,故应用日趋广泛。在确保精确设计和采用先进控制手段的前提下,设计中可大胆选用。
B. 什么是减压蒸馏,有什么实用意义
液体的沸点,是指它的饱和蒸气压等于外界压力时的温度,因此液体的沸点是
C. 减压蒸馏是什么为什么要用毛细管防暴沸
当系统内的压力减小后,进行的蒸馏为减压蒸馏。防止溶液过热而产生暴沸现象回,使沸腾保持平稳。
利用答外界压强对物质沸点的影响,因为外界压强越大,物质的沸点就越高,外界压强越小,物质的沸点就越低,通过这种方法来达到减压分馏的目的。所以两种沸点相近的液体,只能通过减压分馏分离开来,但不能分离这两种物质(沸点相近)。
(3)过滤蒸馏理论依据扩展阅读:
注意事项:
1、被蒸馏液体中若含有低沸点物质时,通常先进行普通蒸馏再进行水泵减压蒸馏,而油泵减压蒸馏应在水泵减压蒸馏后进行。
2、在系统充分抽空后通冷凝水再加热(一般用油浴)蒸馏,一旦减压蒸馏开始就应密切注意蒸馏情况,调整体系内压,记录压力和相应的沸点值,根据要求,收集不同馏分。
3、旋开螺旋夹和打开安全瓶均不能太快,否则水银柱会很快上升,可能冲破测压计。
4、必须待内外压力平衡后才可关闭油泵,以免抽气泵中的油倒吸入干燥塔,最后按照与安装相反的程序拆除仪器。
D. 精馏过程的原理是什么为什么精馏塔必须有回流
精馏过程的大致原理是料液从塔的中部加入,进料口以上的塔段,把上升蒸气中易挥发组分进一步增浓,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。
至于为什么必须有回流是因为精馏塔从塔顶引出的蒸气经冷凝,一部分凝液作为回流液从塔顶返回精馏塔,其余馏出液即为塔顶产品。
塔底引出的液体经再沸器部分气化,蒸气沿塔上升,余下的液体作为塔底产品。塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比称为回流比,其大小会影响精馏操作的分离效果和能耗。
(4)过滤蒸馏理论依据扩展阅读:
根据操作方式,精馏可分为连续精馏和间歇精馏;根据混合物的组分数,可分为二元精馏和多元精馏;根据是否在混合物中加入影响气液平衡的添加剂,可分为普通精馏和特殊精馏(包括萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏)。若伴有化学反应,则称为反应精馏。在有色金属冶金中,精馏成功地用于粗锌的精炼。工业上还常将金属转变为氯化物然后经精馏
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。
E. 蒸馏水是怎样制成的
蒸馏水是经过蒸馏处理后的水。一般认为蒸馏水是纯净物。蒸馏水一般作为要求比较严格的化学实验。根据蒸馏次数的差异,可以区分为一次蒸馏水、二次蒸馏水和三次蒸馏水等。其中一次蒸馏水尚有部分杂斯,二次、三次蒸馏水的纯度更高,通常用于有特殊要求的实验。 而蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、Absorption等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂
从而保证不会引入新的杂质。 原理 图片参考:upload.wikimedia/ *** /mons/thumb/6/68/Xiangtu.JPG/350px-Xiangtu.JPG 不同组分液体具有不同的沸点,是蒸馏最基本的理论依据。在相同温度下,液体上方各个组分蒸气的分压也有所不同。 参考二元单相液体的相图,当由液体A和B按一定比例配成的混合液(设A的浓度为c1)经过加热后到达沸点线,然后通过无差异的气液平衡(从1到2),在生成的气相中得到A的含量为c2的混合气;该气体经过降温冷凝后收集便得到具有新组成(A浓度为c2)的液体。按图例来讲,就是左侧的A组分被提纯了(因为C2大于c1)。 蒸馏有两种形式: 简单蒸馏,如制造蒸馏水以去处其中溶解的固体杂质;制造蒸馏酒以浓缩酒精,去除部分水分; 精馏,也叫分馏,在一个设备中进行多次部分汽化和部分冷凝,以分离液态混合物,如将石油经过分馏可以分离出汽油、柴油、煤油和重油等多种组分。
参考: zh. *** /w/index?title=%E8%92%B8%E9%A6%8F%E6%B0%B4&variant=zh-; zh. *** /w/index?title=%E8%92%B8%E9%A6%8F&variant=zh-
蒸馏水是经过蒸馏处理后的水。一般认为蒸馏水是纯净物。蒸馏水一般作为要求比较严格的化学实验。根据蒸馏次数的差异,可以区分为一次蒸馏水、二次蒸馏水和三次蒸馏水等。其中一次蒸馏水尚有部分杂斯,二次、三次蒸馏水的纯度更高,通常用于有特殊要求的实验。 而蒸馏是一种热力学的分离工艺,它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。与其它的分离手段,如萃取、Absorption等相比,它的优点在于不需使用系统组分以外的其它溶剂
从而保证不会引入新的杂质。 原理 不同组分液体具有不同的沸点,是蒸馏最基本的理论依据。在相同温度下,液体上方各个组分蒸气的分压也有所不同。 当由液体A和B按一定比例配成的混合液(设A的浓度为c1)经过加热后到达沸点线,然后通过无差异的气液平衡(从1到2),在生成的气相中得到A的含量为c2的混合气;该气体经过降温冷凝后收集便得到具有新组成(A浓度为c2)的液体。按图例来讲,就是左侧的A组分被提纯了(因为C2大于c1)。 蒸馏有两种形式: 简单蒸馏,如制造蒸馏水以去处其中溶解的固体杂质;制造蒸馏酒以浓缩酒精,去除部分水分; 精馏,也叫分馏,在一个设备中进行多次部分汽化和部分冷凝,以分离液态混合物,如将石油经过分馏可以分离出汽油、柴油、煤油和重油等多种组分。
蒸馏的过程是将水煮沸
蒸发然后冷却成水。