《化工原理》课件 章节6-5双组分连续精馏的计算

1、第 6 章 蒸 馏6.5.1 理论板的概念与恒摩尔流的假设6.5.2 全塔物料衡算 6.5.3 操作线方程6.5.4 进料热状况的影响及q线方程6.5.5 理论塔板数的确定6.5.6 回流比的影响与选择6.5.7 理论板数的简捷计算6.5 双组分连续精馏的计算 2022/8/242022/8/246.5.1 理论板的概念与恒摩尔流的假设6.5.1.1 理论板的概念 离开这种板的气液两相互成平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀的。6.5.1.2 恒摩尔汽化流的假设 （1）各组分的摩尔汽化潜热相等； （2）气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略； （3）塔设备保温良好，热损失可以忽略。 202

2、2/8/24（2）恒摩尔溢流 （1）恒摩尔汽化 2022/8/246.5.2 全塔物料衡算 对总物料： 对于易挥发组分： 2022/8/24当塔顶、塔底产品组成xD、xW及产品质量已规定，产品的采出率D/F和W/F也随之确定，不能再自由选择；当规定塔顶产品的产率和质量xD，则塔底产品的质量xW及产率也随之确定而不能自由选择；在规定分离要求时，应使塔顶产品的组成应满足2022/8/24塔顶易挥发组分回收率：易挥发组分从塔顶采出的量占全部进料量中轻组分的百分数。 塔底难挥发组分回收率： 2022/8/24对总物料： 对易挥发组分： 6.5.3 操作线方程6.5.3.1 精馏段操作线方程 2022/

3、8/24回流比 精馏段操作线方程2022/8/246.5.3.2 提馏段操作线方程 对总物料： 对易挥发组分： 提馏段操作线方程：2022/8/246.5.4 进料热状况的影响及q线方程 6.5.4.1 进料热状况参数物料衡算： 热量衡算： 2022/8/24故：联合物料衡算式整理后得到：令：2022/8/24描述了精馏塔内精馏段与提馏段上升蒸气量，下降液体量，原料液量及进料热状况之间的关系。2022/8/24（2）对于饱和蒸汽进料 （1）对于泡点液体进料 6.5.4.2 各种进料热状况下的q值2022/8/24（3）对于冷液进料 （4）汽液混合物进料 2022/8/24（5）过热蒸汽进料 对

4、于饱和液体、汽液混合物及饱和蒸汽三种进料而言，q值就等于进料中的液相分率。2022/8/24进料热状态对塔内气、液流量的影响2022/8/246.5.4.3 q线方程q线方程或进料方程 2022/8/24进料热状况对q 线及操作线的影响 过冷液体： q1, ，ef1 （ ）饱和液体： q=1, ，ef2 （）汽液混合物 ：0q1, ，ef3 （ ）饱和蒸汽：q=0, ，ef4 （）过热蒸汽：q0, ，ef5 （ ）2022/8/24f1f2f3f4f52022/8/246.5.4.4 q值与提馏段操作线方程提馏段操作线方程为：2022/8/246.5.5 理论塔板数的确定6.5.5.1 逐板计

5、算法 （已知） 平衡关系操作关系1）精馏段2022/8/242）提馏段（已知）提馏段操作线提馏段m-1层平衡关系操作关系平衡关系操作关系泡点进料精馏段2022/8/246.5.5.2 图解法1）操作线作法 a）精馏段操作线b）提馏段操作线的作法 2022/8/242）求解步骤 相平衡曲线 精馏段操作线 q线 提馏段操作线 画直角梯级2022/8/24byxxDxWxFacefd2022/8/242）求解步骤xDabefdxFxWc11234562022/8/243) 最宜的进料位置 2022/8/246.5.6 回流比的影响与选择 RxD/R+1 NTab 下移ab与ac重合R=NT=Nmin

6、6.5.6.1 全回流及最少理论板层数 xWxD（1）图解法 2022/8/24（2）解析法芬斯克(Fenske)方程式 全回流时操作线方程式为：yn+1=xn(yA)n+1=(xA)n，(yB)n+1=(xB)n离开任一层板的汽液组成间的关系为： 若塔顶采用全凝器，（yA）1=（xA）D ，（yB）1=（xB）D 第一层板的汽液平衡关系为：2022/8/24第一层板和第二层板之间的操作关系为：yA2=xA1 ,yB2=xB2 即同理，第二板的气液平衡关系为：2022/8/24若令芬斯克方程 2022/8/24abyxxDxWcxFefdxD/R+1 ab、q线与平衡线交于dR=RminN=d点夹紧点RxD/R+1Nab上移RminR6.5.6.2 最小回流比的求法 2022/8/24（1）作图法xq,yqq线与平衡线的交点坐标 qyqxq2022/8/24（2）解析法 对于相对挥发度为常量（或取平均值）的理想溶液 2022/8/24饱和液体进料时 饱和蒸汽进料时 2022/8/246.5.6.3 适宜回流比的选择 R=（1.12）Rmin2022/8/246.5.7 理论板数的捷算法 均适用2022/8/24简捷法求理论板数的步骤根据物系性质及分离要求，求出R