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1、1,1.5 两组分连续精馏的计算,1.5.4 理论板层数的求法,第 1 章 蒸 馏,2,二、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。,3,xD,a,b,xW,c,d,精馏塔的操作线,g,4,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

2、cd即为提馏段操作线。,二、梯级图解法,5,由,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,q 线方程或 进料方程,二、梯级图解法,6,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，连接cd 即得提馏段操作线。,直线方程,斜率,截距,二、梯级图解法,7,操作线的作法,xD,a,b,xW,c,xF,e,截距,斜率,f,d,8,2.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

3、级图解法,9,xD,a,b,xW,c,xF,e,f,d,1,2,3,4,5,NT=4（不包括再沸器）；NT=5（包括再沸器）；NF=3,10,3.适宜的进料位置,进料位置对应于两操作线交点d所在的梯级，这一位置即为适宜的进料位置。,适宜的进料板位置,二、梯级图解法,11,4.进料热状况对理论板层数的影响,进料热状况参数 q 值不同，q 线的斜率也就不同，q 线与精馏段操作线的交点 d 随之而变动，从而影响提馏段操作线的位置，进而影响所需的理论板层数。,二、梯级图解法,12,进料热状况对q线的影响,进料热状况,q 值,q/(q-1),q线的形状,冷液进料,泡点进料,气液混合 物进料,露点进料,过

4、热蒸气进料,二、梯级图解法,13,进料热状况对理论板层数的影响,q 值越大，进料温度越低，平衡线与操作线距离越远，所需的理论板层数越少。,14,1.5 两组分连续精馏的计算,1.5.4 理论板层数的求法,1.5.5 回流比的影响及其选择,第 1 章 蒸 馏,15,1.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,16,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

5、线重合，操作线方程为,一、全回流和最小回流比,17,(2)最少理论板层数,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,18,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,Nmin用芬斯克(Fenske)方程式计算，芬斯克方程式通过逐板计算法推得。,由气液平衡方程得,操作线方程为,一、全回流和最小回流比,20,对于塔顶全凝器,第1层理论板的气 液平衡关系为,第1层和第2层理论 板之间操作

6、关系为,所以,一、全回流和最小回流比,21,第2层理论板的气液平衡关系为,则,重复上述的计算过程，直至塔釜（塔釜视作第 N+1 层理论板）为止，可得,一、全回流和最小回流比,22,令,对于全回流操作，N =Nmin,几何平均,一、全回流和最小回流比,23,对两组分物系，略去下标 A、B,注意,芬斯克 方程式, 求得的最小理论板层数不含再沸器。, 为全塔平均相对挥发度,一、全回流和最小回流比,24,2. 最小回流比,(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

7、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,25,xD,xW,xF,R1,R2,夹紧区,夹紧点,最小回流比,斜率,xq,yq,g,26,(2)最小回流比的求法,1）作图法,最小回流 比计算式,一、全回流和最小回流比,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,28,2)解析法,泡点进料,露点进料,一、全回流和最小回流比,29,二、适宜回流比的选择,分离任务一定,R,操作费用,设备费用,塔径,能耗,R,设备费用,塔高,理论 板数,30,适宜回流比的选择,1操作费用 2设备费用 3总费用,31,选择适宜的回流比需进行经济权衡，根据生产实践经验，取,统计表明，实际生产中的操作回流比以下列范围使用较多：,适