化工原理下册天津大学柴诚敬29-30学时.ppt

第九章 蒸 馏,3.5 两组分连续精馏的计算,3.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能,一、连续精馏装置的热量衡算,二、精馏过程的节能途径,1.减小操作回流比,R,能耗,R,NT,NP一定，需提高ET,示例,采用高性能新型塔板代替原有塔板，提高效率,采用高效塔填料代替原有塔板，提高效率,2.降低塔釜操作温度,塔压降P,釜温tW,能耗,采用高效塔填料代替原有塔板，降低塔压降,示例,二、精馏过程的节能途径,3.热泵精馏,将塔顶蒸汽绝热压缩升温，作为再沸器的热源，将再沸器中的液体部分汽化，而压缩气体本身冷凝成液体，经节流阀后一部分作为塔顶产品采出，另一部分作为塔顶回流液。,二、精馏过程的节能途径,热泵精馏技术,1.精馏塔；2.压缩机 3.再沸器；4.节流阀,二、精馏过程的节能途径,4.多效精馏,将几个精馏塔串联，操作压力依次降低，前一精馏塔的塔顶蒸汽作为后一精馏塔的再沸器的加热介质，故除两端精馏塔外，中间的精馏塔不需从外界引入加热和冷却介质。,二、精馏过程的节能途径,多效精馏技术,p1 p2 p3 t1 t2 t3,二、精馏过程的节能途径,5.原料预热,将原料预热可回收精馏过程的热能，减少精馏过程的能耗。原料预热有两种流程：,用塔顶蒸气预热原料,用塔釜采出液预热原料,二、精馏过程的节能途径,二、精馏过程的节能途径,原料预热回收精馏过程的热能,二、精馏过程的节能途径,原料预热回收精馏过程的热能,第九章 蒸 馏,9.5 两组分连续精馏的计算,9.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能,9.5.8 精馏过程的操作型计算与调节,精馏过程的操作型计算与调节(自学),自学提纲, 了解影响精馏操作的主要因素。 了解操作型计算与设计型计算的区别。 了解精馏过程的控制与调节。,第九章 蒸 馏,9.5 两组分连续精馏的计算,9.6.1 间歇精馏概述,9.6 间歇精馏,一、间歇精馏的特点与操作方式,1.间歇精馏的特点,间歇精馏特点,非稳态操作过程,只有精馏段,操作灵活、适应性强,xD,xW,tD,tW,一、间歇精馏的特点与操作方式,2.间歇精馏的操作方式,间歇精馏操作方式,馏出液组成恒定,回流比恒定,xD恒定,R,R 恒定,xD,间歇精馏适用场合,所分离的原料是分批获得的,分离的原料多变,多组分混合物的分离,二、间歇精馏的应用场合,原料种类多变,原料组成多变,间歇精馏曲线形式,三、间歇精馏曲线,馏出液组成 精馏时间,塔顶温度 精馏时间,间歇精馏曲线作用,指导试车和生产,对精馏过程进行分析,比较项目 间歇精馏 连续精馏 塔数 1 n-1 塔径 大 小 流程 短 长 能耗 高 低 劳动强度 大 小,多组分（ n 个组分）混合物分离,四、间歇精馏与连续精馏的比较,第九章 蒸 馏,9.5 两组分连续精馏的计算,9.6.1 间歇精馏概述,9.6 间歇精馏,9.6.2 间歇精馏计算,一、恒 R 下间歇精馏的计算,1.确定理论塔板层数,计算基准：初态,馏出液组成 xD1,釜液组成 xW1 (xF),最小回流比,操作回流比,恒 R 下间歇精馏时理论板层数的确定,2.确定xD xW 的关系,因操作过程中回流比不变，各个瞬间的操作线斜率都相同，各操作线为彼此平行的直线。,恒R下间歇精馏时xD和xW的关系,一、恒 R 下间歇精馏的计算,3.物料衡算,恒回流比间歇精馏的物料衡算关系与简单蒸馏的物料衡算关系类似。,一、恒 R 下间歇精馏的计算,简单蒸馏过程 物料衡算关系,恒 R 下间歇蒸馏 过程物料衡算关系,4.馏出液平均组成 xDm计算,联立得,一、恒 R 下间歇精馏的计算,由,馏出液的 平均组成,5.每批精馏所需的时间,每批操作的汽化量,每批操作所需的时间,一、恒 R 下间歇精馏的计算,每批操作的馏出量kmol,汽化速率 kmol/h,1.确定理论塔板层数,计算基准：终态,馏出液组成 xD,釜液组成 xWe,最小回流比,操作回流比,二、恒 xD 下间歇精馏的计算,恒 xD 下间歇精馏时理论板层数的确定,2.确定xW和 R 的关系,若已知精馏过程某一时刻下釜液组成xW1，对应的 R 可采用试差作图的方法求得。,恒 xD下间歇精馏时R和xW的关系,二、恒 xD 下间歇精馏的计算,3.物料衡算,瞬间的回流比为 R,则,二、恒 xD 下间歇精馏的计算,设,时间内,溶液的汽化量为 d nV kmol,馏出液量为 d nD kmol,每批操作中任一瞬间前馏出液量,微分得,二、恒 xD 下间歇精馏的计算,对应釜液组成xW的汽化总量,代入得,二、恒 xD 下间歇精馏的计算,4.每批精馏所需的时间,二、恒 xD 下间歇精馏的计算,汽化速率 kmol/h,确定xW和 R 的关系,积分求出 nV,则,练 习 题 目,思考