化工原理下册天津大学柴诚敬27－28学时

1、第九章 蒸 馏9.5 两组分连续精馏的计算9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算 一、直接蒸汽加热 v 物系在低浓度下的相对挥发度较大，无精馏 段也可达到希望的馏出液组成1.提馏塔的特点及应用背景提馏塔的应用背景v 塔顶进料，塔顶馏出物全部采出，无回流提馏塔的特点v 只有提馏段，而没有精馏段v 回收稀溶液中的轻组分二、提 馏 塔 提馏塔装置示意图ffnxq,ddnxq,wwnxq,正丁醇水物系分离的双塔流程示意图fnq,提馏塔2.提馏塔的理论板层数的计算 提馏塔的操作线方程与一般精馏塔的提馏段操作线方程相同。 wvnwnmvnlnmxqqxqqy,1fnlnqqq,fndnvnqqqq,)

2、1( wnlnvnqqq,二、提 馏 塔 对于泡点进料fnlnqq,dnvnqq,wdnwnmdnfnmxqqxqqy,1操作线方程为 二、提 馏 塔 xdabxwcxfefd1234提馏塔理论板层数的图解法三、塔顶采用分凝器 精馏塔的上升蒸气先进入分凝器，在分凝器中蒸气部分冷凝，冷凝液作为回流返回塔内，未被冷凝的蒸气进入全凝器，在全凝器中被全部冷凝，冷凝液作为产品采出。通过调整分凝器中冷却介质的流量或进口温度，即可调整精馏塔的回流比。塔顶采用分凝器的精馏装置1精馏塔2分凝器3全凝器y1xd（ yl=xd）yl与 xl平衡关系vnq,dnq,dnq,lnq,y1与 xl操作关系 操作线方程dv

3、ndnlvnlnxqqxqqy,1/四、多侧线的精馏塔 在工业生产中，时常会遇到所分离的原料液组成不同或所需的产品组成不同，此种情况需要采用多侧线的精馏塔。多侧线进料多侧线出料多侧线的精馏塔1.多侧线进料 分离组分相同而浓度不同原料液，则应在不同塔板位置上设置相应进料口多侧线进料。 两股进料的精馏塔四、多侧线的精馏塔 精馏段提馏段中间段总物料衡算 dnlnfnvnqqqq,1 易挥发组分衡算ddnslnffnsvnxqxqxqyq,11,1, vnffnddnsvnlnsqxqxqxqqy ,1,11操作线方程 中间段 四、多侧线的精馏塔 1,1,) 1(fnvnvnqqqq 1,1,fnln

4、lnqqqq 各段间气、液负荷的关系 1,1,1,1,) 1() 1(fndnfndnvnlnqqqrqqrqqq 四、多侧线的精馏塔 2,2,fnlnlnqqqq 2,2,) 1(fnvnvnqqqq 22,21,1,21,1,) 1() 1() 1(fnfndnfnfndnvnlnqqqqqrqqqqrqqq四、多侧线的精馏塔 两股进料的精馏塔最小回流比的确定由ab线斜率求rmin1由ck线斜率求rmin2选则较大者作为 rmin两股进料的精馏塔理论板的图解nt=17（包括再沸器）nf1=5（包括再沸器）nf2=92.多侧线出料 为了获得不同规格的精馏产品，则可根据所要求的产品组成在塔的不

5、同位置上开设侧线出料口多侧线出料。 四、多侧线的精馏塔 有侧线采出的精馏塔精馏段提馏段中间段2,1,dndnlnvnqqqq 总物料衡算 易挥发组分衡算221,1,1,ddnddnslnsvnxqxqxqyq 操作线方程 212121,2,1,1dndnlnddnddnsdndnlnlnsqqqxqxqxqqqqy 中间段 四、多侧线的精馏塔 有侧线采出精馏塔的操作线 五、非理想物系 对于非理想物系，其理论板的求解方法与理想物系相同，但气液平衡关系需按非理想物系计算。理想物系iiixppy*总iiiiixkxppy总*总ppkii*故气液平衡常数非理想物系 气相理想，液相非理想iiiixppy

6、*总iiiiiixkxppy总*总ppkiii*故 五、非理想物系 活度系数活度系数计算方法v 范拉方程v 威尔逊方程v nrtl方程v uniquac方程v unifac方程 五、非理想物系 非理想物系气相非理想，液相非理想iiiiixppy*总iiiiiiixkxppy总*总ppkiiii*故 五、非理想物系 逸度系数逸度系数计算方法v 范德华方程v 维理方程v rk方程v bwr方程v 对应状态原理法 五、非理想物系 六、非气液恒摩尔流对于气液恒摩尔流，需求解方程v 物料衡算方程（m方程）v 平衡方程（e方程）v 加和方程（s方程）ems方程组对于气液非恒摩尔流，需求解方程v 物料衡算方

7、程（m方程）v 平衡方程（e方程）v 热量衡算方程（h方程）emhs方程组v 加和方程（s方程）课外资料：精馏模拟计算常用软件包 采用不同的方法，求解mehs方程组。在软件包中存储了常见物系的物性参数及气液平衡数据，对缺乏数据的物系，可通过软件包内的计算模块，求出相关的参数。给定相应的设计参数，通过模拟计算，即可获得所需的理论板层数；进料板位置；各层理论板气液相负荷、气液相密度与粘度；各层理论板的温度与压力等。v aspen软件包v precess软件包第九章 蒸 馏9.5 两组分连续精馏的计算9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算 9.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能 一、连续精馏装置

8、的热量衡算)(,lddnldlnvdvnchqhqhqq冷凝器的热量衡算kj/h冷凝器的热负荷dnq,lnq,ldhcqvnq,vdhldh 以单位时间为基准，对冷凝器热量衡算（忽略热损失） 1. 冷凝器的热负荷及冷却介质消耗量 冷却介质消耗量)(12,ttcqqpcccmdndnlnvnqrqqq,) 1(由则kg/hddncrqrq,) 1(故)() 1(,ldvddnchhqrq汽化热一、连续精馏装置的热量衡算再沸器的热量衡算以单位时间为基准，对再沸器热量衡算llmlnlwwnvwvnbqhqhqhqq,kj/h再沸器的热负荷wnq,lnq,vwhbqvnq,lwhlmhlq一、连续精馏装置的热量衡算2. 再沸器的热负荷及加热介质消耗量 wnlnvnqqq,由设lmlwhh则lwvnbqrqq,故汽化热llwvwvnbqhhqq)(,一、连续精馏装置的热量衡算再沸器热损失加热介质消耗量 21,bbbhmhhqq饱和蒸汽加热 rqqbhm,ql = (