化工原理清华第一章精馏

1、作业1评述1. 平衡数据的获取: 请给出任意一个三元(或二元)体系的汽液平衡数据. 请给出出处及获取该数据的途径. 为何不复印下来? 此处的主要目的是什么? 是找的过程和对所取数据的分析 (比如, 为什么用30kPa下的水-乙二醇数据?)作业1评述2. 分析简单蒸馏过程: 分析是否可以用简单蒸馏的方法从7%(质量分数)的乙醇发酵液制得75%(质量分数)的医用酒精? 如果可以, 最多可以得到多少. 一次不行, 可以多次. 思路一定要开阔. 此为该课程的特点之一. 那最多能得到多少呢? 物料衡算是该学科的重要方法之一. 作业1评述3. 某两组分混合液100kmol，其中易挥发组分的摩尔分数为0.4

2、, 在101.33kPa下进行平衡蒸馏， 最终所得液相产物中易挥发组分的摩尔分数为0.3，试求所得汽相产物的量和组成。假设该体系为理想体系，相对挥发度为3.0。如果将操作压力降低（即改为真空操作），那么两相产物的量和组成会如何变化？ 硬套公式相对挥发度如何随条件变化？（热力学基础）如何实现新的条件下的操作 （工程概念第四节 精馏原理及设计计算精馏流程精馏原理用何设备实现(可以用板式塔)设计计算设计计算给出原料的量和组成提出产品的质量要求(收率要求)设计内容(板数, 回流比, 塔径?)处理方法(多级逆流; 理论级模型; 恒摩尔流简化假设)级数：高度直径：粗细回流比R：能耗 R=(1.1-2)Rm

3、inx n-1 ynyn+1 xnnn+1实际板数如何确定呢?理论板数/塔板效率塔板效率为什么不是100%? 需要从板结构和流体流动谈起效率如何描述?第五节 板式塔设备塔板结构板上流动负荷性能图板效率筛孔板;开孔;降液管;溢流堰.1 板式塔结构（剖面）1 板式塔结构（俯视）受液区安定区开孔区溢流堰降液管2 塔内流动总体：逆流流动板上：错流流动3 负荷性能图什么是负荷性能图？对汽液负荷变化的承受能力5条线及解释如何得到的？实验和经验式L(m3/s)V (m3/s)12345气量下限线为什么?漏液线可接受的程度? 10%return气量上限线为什么?液沫夹带线可接受的程度? 0.1kg液/kg气(

4、汽)return液量下限线为什么?可接受的程度? 6mm堰头高return液量上限线为什么?气泡夹带线可接受的程度? 3-5秒的停留时间return液泛线何谓液泛?淹塔原因: 液膜夹带过量溢流液泛(流动不畅)L(m3/s)V (m3/s)操作点与操作弹性4 板效率全塔效率: NT/N如何得到?大致数据?单板效率汽相Murphree效率液相Murphree效率123y1 xDy2 x1y3 x2例题（板效率）全塔效率和单板效率之区别问题: 各板的效率均为50%时，全塔效率是否也是50%？原因123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9某塔, 6块

5、实际板, 全回流操作.单板效率均为50%, 已知平均相对挥发度为2.5(苯甲苯体系), 测得塔顶组成为0.9. 试求全塔效率.123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9y1x1*x1y2x2*x2y6x6*x6xDyWy=x123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9y1=0.9, x1*=0.7826, x1=0.8413y2=0.8413, x2*=0.6795, x2=0.7604y3=0.7604, x3*=0.5594, x3=0.6599y4=0.6599, x4*=0.6370,

6、 x4=0.5485y5=0.5485, x5*=0.3270, x5=0.4377y6=0.4377, x6*=0.2374, x6=0.3376123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9y1x1*y2x2*ynxn*xDyWy=x求从0.9到0.3376所需的理论级数123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9y=x求从0.9到0.3376所需的理论级数NT=3.1336效率=52.2%塔高 H = N实际 HT+ H顶 + H底塔径 Uo 为空塔气速板间距和空塔气速的范围 ? 工程的概念5 主要结构参数设计小结塔板结构：受液区，安定区，开孔区，溢流堰，降液管板上流动整体逆流，局部错流负荷性能图: 其实全是流动的非理想性所致漏液线，气泡夹带