化工原理下册天津大学柴诚敬23－24学时

1、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 mx1my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 wnvnlnqqq,wwnmvnmlnxqyqxq,1,wvnwnmvnlnmxqqxqqy,1wwnlnwnmwnlnlnmxqqqxqqqy,1二、操作线方程 提馏段操作线方程wnlnlnqqq,

2、wnlnwwnqqxq,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。lnq,wnq,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fxabcde1.精馏塔的进料状况冷液进料bftt对于冷液进料fnlnlnqqq,vnvnqq,冷液进料三、进料热状况的影响 饱和液体（泡点）进料bftt对于饱和液体进料fnlnlnqqq,vnvnqq,饱和液体进料三、进料热状况的影响 气液混合物进料dfb

3、ttt对于气液混合物进料fnlnlnlnqqqq,vnvnqq,气液混合物进料三、进料热状况的影响 饱和蒸气（露点）进料dftt对于饱和蒸气进料lnlnqq,fnvnvnqqq,饱和蒸气进料三、进料热状况的影响 过热蒸气进料dftt对于过热蒸气进料lnlnqq,fnvnvnqqq,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 lnvnlnvnfnqqqqq,热量衡算 llnvvnllnvvnffnhqhqhqhqhq,三、进料

4、热状况的影响 设 llhhvvhhllnvvnllnvvnffnhqhqhqhqhq,llnlnffnvvnvnhqqhqhqq)()(,三、进料热状况的影响 汽化潜热原料液的热量进料变为饱和蒸气所需将kmolkmol1进料热状况参数fnlnlnqqqq,fnvnvnqqqq,) 1( 则fnlnlnlvfvqqqhhhh,整理得令lvfvhhhhq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fnlnlnqqqq,fnvnvnqqqq,) 1( wwnfnlnwnmwnfnlnfnlnmxqqqqqxqqqqqqqy,1wwnlnwnmwnlnlnmxqqqxqqqy

5、,1三、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 tbrrttchhhhqfbplvfv)(泡点进料bftt1qiirxrpiipcxc定性温度)(21bfmttt三、进料热状况的影响 由冷液进料fnlnlnqqq,1qfnlnlnqqqq,泡点进料1q气液混合物进料10 q露点进料0q过热蒸气进料0qfnlnlnlnqqqq,fnlnlnqqq,lnlnqq,lnlnqq,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

6、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。 wwnlnwnmwnlnlnmxqqqxqqqy,1dnnxrxrry1111xxy)1(1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 dxy 1由 y1 =xd(a)x1y2 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）1x2y2x3y3xmx一、逐板计算法 (a)(a)(a)(c)(c)(c)

7、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mt法。 1.操作线的作法 用图解法求理论板层数时，需先在xy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。xdabxwcd精馏塔的操作线1rxdwlxwg 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dvndnnvn

8、lnnxqqxqqy,1wvnwnmvnlnmxqqxqqy,1 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11qxxqqyf二、梯级图解法 q 线方程或进料方程fnlnlnqqqq,fnvnvnqqqq,) 1( 11qxxqqyf1qxf1qq 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xda1rxdbxwcxfe1qq截距斜率fd2.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 xdabxwcxfefd12345nt=4（不