化工原理 下册 天津大学柴诚敬 23－24学时.ppt

第九章蒸馏 9 5两组分连续精馏的计算 9 5 1计算的基本假定 9 5 2物料衡算与操作线方程 一 全塔物料衡算 二 操作线方程 在提馏段中 任意塔板 m板 下降的液相组成与由其下一层塔板 m 1板 上升的气相组成之间的关系称之为操作关系 描述它们之间关系的方程称为提馏段操作线方程 2 提馏段操作线方程 提馏段的物料衡算 二 操作线方程 总物料衡算 易挥发组分衡算 整理得 二 操作线方程 提馏段操作线方程 二 操作线方程 直线方程 斜率 截距 根据恒摩尔流假定 为定值 且在稳态操作时 及xW为定值 提馏段操作线方程为一直线方程 三 进料热状况的影响 精馏塔五种进料热状况 精馏塔的进料热状况 1 冷液进料 2 饱和液体进料 泡点进料 3 气液混合物进料 4 饱和蒸气进料 露点进料 5 过热蒸气进料 1 精馏塔的进料状况 冷液进料 对于冷液进料 冷液进料 三 进料热状况的影响 饱和液体 泡点 进料 对于饱和液体进料 饱和液体进料 三 进料热状况的影响 气液混合物进料 对于气液混合物进料 气液混合物进料 三 进料热状况的影响 饱和蒸气 露点 进料 对于饱和蒸气进料 饱和蒸气进料 三 进料热状况的影响 过热蒸气进料 对于过热蒸气进料 过热蒸气进料 三 进料热状况的影响 2 进料热状况参数 为了定量地分析进料量及其热状况对于精馏操作的影响 现引入进料热状况参数的概念 进料板的物料衡算和热量衡算 三 进料热状况的影响 1 进料热状况参数定义 物料衡算 热量衡算 三 进料热状况的影响 设 三 进料热状况的影响 进料热状况参数 则 整理得 令 三 进料热状况的影响 2 进料热状况参数对提馏段操作线方程的影响 由 则 三 进料热状况的影响 3 进料热状况参数的计算 对于冷液进料 设进料温度为tF 泡点温度为tb 泡点进料 定性温度 三 进料热状况的影响 由 冷液进料 泡点进料 气液混合物进料 露点进料 过热蒸气进料 三 进料热状况的影响 第九章蒸馏 9 5两组分连续精馏的计算 9 5 1计算的基本假定 9 5 2物料衡算与操作线方程 9 5 3理论板层数的计算 一 逐板计算法 逐板计算法通常从塔顶开始 计算过程中依次使用平衡方程和操作线方程 逐板进行计算 直至满足分离要求为止 平衡方程 操作线方程 a b c 逐板计算法示意图 塔顶采用全凝器 由y1 xD a x1 y2 x2 y3 xF xn 泡点进料 进料板NF 第n层 一 逐板计算法 b a a a b 精馏段理论板层数 n 1 进料板算在提馏段 由 xn xW 总理论板层数NT n m 2 不包括再沸器 一 逐板计算法 a a a c c c 提馏段理论板层数 m 1 不包括再沸器 二 梯级图解法 梯级图解法又称麦克布 蒂利法 简称M T法 1 操作线的作法 用图解法求理论板层数时 需先在x y图上作出精馏段和提馏段的操作线 作图时 先找出操作线与对角线的交点 然后根据已知条件求出操作线的斜率 或截距 即可作出操作线 xD a b xW c d 精馏塔的操作线 g 提馏段操作线的截距数值很小 因此提馏段操作线不易准确作出 且这种作图法不能直接反映进料热状况的影响 故提馏段操作线通常按以下方法作出 先确定提馏段操作线与对角线的交点c 再找出提馏段操作线与精馏段操作线的交点d 直线cd即为提馏段操作线 二 梯级图解法 由 在交点处两式中的变量相同 略去有关变量的上下标 经整理得 又 二 梯级图解法 q线方程或进料方程 与对角线联立解得交点e 过点e作斜率为q q 1 的直线与精馏段操作线交于点d 联接cd即得提馏段操作线 二 梯级图解法 直线方程 斜率 截距 操作线的作法 xD a b xW c xF e 截距 斜率 f d 2 梯级图解法求理论板层数 自对角线上的点a开始 在精馏段操作线与平衡线之间作由水平线和铅垂线构成的阶梯 当阶梯跨过两操作线的交点d时 改在提馏段操作线与平衡线之间绘阶梯 直至阶梯的垂线达到或跨过点c为止 二 梯级图解法 xD a b xW c xF e f d 1 2 3 4 5 NT 4 不包括再沸器 NT 5 包括再沸器 NF 3 练习题目 思考题 作业