化工原理下1.4 理论板计算(逐板、图解ppt课件

1 1 5 4理论板数的求法 逐板计算法图解法简捷法 2 1 逐板计算法 N n m 1 包括塔釜 对于泡点进料 3 不同形式冷凝器的区别 全凝器泡点回流 回流液L与馏出液D的温度及组成都相等 分凝器泡点回流 回流液L与馏出液D的组成和温度都不相等 分凝器相当于一块理论板 冷凝冷却器冷液回流 回流液L外与馏出液D的组成相等 精馏段的内的液流量L大于L外 4 为什么再沸器或分凝器相当于一块理论板 因为离开分凝器 或再沸器 的气液两相的组成不相等 分凝器 或再沸器 起了分离作用 离开分凝器 或再沸器 的气液两相是平衡的 采用分凝器有什么作用 一是为了得到气相产品 在生产流程中常作为下一个设备的气相进料 二是为了除去比塔顶产品沸点低的组分 此时塔顶产品就应是经分凝器后的液相产品 此外 采用分凝器还可合理利用热能 5 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 2 图解法 精馏段操作线方程特点 直线 过点 xD xD 截踞xD R 1 的直线 提馏段操作线方程特点 直线 过点 xW xW 截踞WxW L W 8 xD a b xW c d 精馏塔的操作线 g 9 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 二 梯级图解法 10 q线方程 精馏段操作线方程Vy Lx DxD 1 提馏段操作线方程V y L x WxW 2 2 1 V V y L L x WxW DxD V V q 1 FL L qFWxW DxD FxF q 1 Fy qFx FxF q线的意义精馏段操作线与提馏段操作线的交点轨迹 q线方程 q线的作法 1 冷液进料q 1 2 泡点进料q 1 3 气液进料1 q 0 4 露点进料q 0 5 过热蒸气q 0 当xF不变 q增大 则q线顺时针旋转 提馏段操作线作图 由精馏段操作线和q线的交点得提馏段操作线上的另一点 13 操作线的作法 xD a b xW c xF e 截距 斜率 f d 步骤 1 画相平衡线2 画操作线 3 作阶梯 2 图解法 M T法 16 1 全回流和最少理论板层数 1 全回流的概念 若上升至塔顶的蒸气经全凝器冷凝后 冷凝液全部回流到塔内 该回流方式称为全回流 全回流 精馏的开工阶段 一 全回流和最小回流比 全回流的应用 1 5 5回流比的影响及其选择 17 操作线的斜率和截距分别为 全回流操作时不向塔内进料 也不从塔内取出产品 全塔无精馏段和提馏段之区分 两段的操作线合二为一 操作线与对角线重合 操作线方程为 一 全回流和最小回流比 2 最少理论板层数 一 全回流和最小回流比 xD xW xF 回流比与理论板层数的关系 R越大NT越少 R1 R2 R3 19 回流比愈大 完成一定的分离任务所需的理论板层数愈少 当回流比为无限大 两操作线与对角线重合 此时 操作线距平衡线最远 气液两相间的传质推动力最大 因此所需理论板层数最少 以Nmin表示 一 全回流和最小回流比 全回流的理论板数求法 1 图解法在平衡线和对角线之间作阶梯 2 芬斯克公式 芬斯克公式的使用范围 1 全回流2 全凝器3 相对挥发度变化不大计算精馏段的最少理论塔板数及加料板位置 芬斯克公式 23 xD xW xF R1 R2 夹紧区 夹紧点 斜率 xq yq g 2 最小回流比 一 全回流和最小回流比 24 1 最小回流比的概念 对于一定分离任务 减小操作回流比 两操作线向平衡线靠近 所需理论板层数增多 当回流比减小到某一数值 两操作线的交点d落到平衡线上时 若在平衡线与操作线之间绘阶梯 将需要无穷多阶梯才能到达点d 相应的回流比即为最小回流比 以Rmin表示 一 全回流和最小回流比 2 求最小回流比的方法 1 作图法 对于非理想物系 xq yq的确定有所不同 特殊平衡关系下的Rmin 27 非正常平衡曲线最小回流比的求法 一 全回流和最小回流比 2 解析法对于相对挥发度为常数的情况 思考 在设计精馏装置时 回流比的选择在哪些方面对设备费和操作费有什么影响 请具体分析 3 适宜回流比 回流比与理论板数的关系 N Nmin Rmin R 连续精馏装置的热量衡算 冷凝器 全凝 连续精馏装置的热量衡算 再沸器 设计中回流比的选择对设备费和操作费的影响 前提 F xF q xD xW不变 适宜回流比的选择 统计表明 实际生产中的操作回流比以下列范围使用较多 35 思考题 作业题 8 9 10 1 进料量对理论板层