化工原理第六章5

1、2022-4-116.5.1 6.5.1 恒摩爾流假設(shè)恒摩爾流假設(shè)6.5.2 6.5.2 全塔物料衡算全塔物料衡算6.5.3 6.5.3 操作線方程操作線方程6.5.4 6.5.4 進(jìn)料熱狀況參數(shù)及進(jìn)料線方程進(jìn)料熱狀況參數(shù)及進(jìn)料線方程6.5.5 6.5.5 理論板數(shù)的確定理論板數(shù)的確定6.5.6 6.5.6 回流比的影響與理論塔板數(shù)簡捷計算法回流比的影響與理論塔板數(shù)簡捷計算法6.5.7 6.5.7 塔板效率塔板效率6.5.8 6.5.8 精餾裝置的熱量衡算精餾裝置的熱量衡算6.5.9 6.5.9 恒沸精餾和萃取精餾恒沸精餾和萃取精餾6.56.5 雙組分雙組分連續(xù)精餾的計算連續(xù)精餾的計算2022

2、-4-11兩組分連續(xù)精餾的計算：兩組分連續(xù)精餾的計算：1、確定產(chǎn)品的流量和組成；、確定產(chǎn)品的流量和組成；2、確定精餾塔的類型，選擇板式塔或填料塔。根據(jù)、確定精餾塔的類型，選擇板式塔或填料塔。根據(jù)塔型，求算理論板層數(shù)或填料層高度；塔型，求算理論板層數(shù)或填料層高度；3、確定塔高和塔徑、確定塔高和塔徑4、塔板選型、尺寸及力學(xué)驗算、塔板選型、尺寸及力學(xué)驗算5、冷凝器、再沸器的熱負(fù)荷及類型、尺寸確定、冷凝器、再沸器的熱負(fù)荷及類型、尺寸確定工藝工藝計算計算設(shè)備設(shè)備計算計算計算依據(jù)：計算依據(jù)：1、物料衡算；、物料衡算；2、熱量衡算；、熱量衡算；3、氣液平衡關(guān)系、氣液平衡關(guān)系2022-4-116.5.1 6.

3、5.1 恒摩爾流假設(shè)恒摩爾流假設(shè)理論板：離開塔板的蒸汽和液體呈平衡的塔板。理論板：離開塔板的蒸汽和液體呈平衡的塔板。假設(shè)：假設(shè)：u兩組分的摩爾汽化潛熱相等；兩組分的摩爾汽化潛熱相等；u兩相接觸因兩相溫度不同而交換的顯熱可忽略不計；兩相接觸因兩相溫度不同而交換的顯熱可忽略不計；u塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略不塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略不 計。計。 1. 恒摩爾流的假設(shè)恒摩爾流的假設(shè)2022-4-11精餾段，每層塔板上升的蒸汽摩爾流量都相等，提餾段也一樣。精餾段，每層塔板上升的蒸汽摩爾流量都相等，提餾段也一樣。即：即：V1=V2=V=常數(shù)常數(shù) V1=V2=V=常數(shù)常數(shù)式中：式中：V-精餾段上

4、升蒸汽的摩爾流量，精餾段上升蒸汽的摩爾流量，kmol/h; V-提餾段上升蒸汽的摩爾流量，提餾段上升蒸汽的摩爾流量，kmol/h。 （1）恒摩爾汽化）恒摩爾汽化但但V不一定等于不一定等于V2022-4-11精餾段內(nèi)，每層塔板下降的液體摩爾流量都相等，提餾段精餾段內(nèi)，每層塔板下降的液體摩爾流量都相等，提餾段也一樣。也一樣。即：即：L1=L2= L=常數(shù)常數(shù) L1=L2= L=常數(shù)常數(shù)式中：式中：L-精餾段下降液體的摩爾流量，精餾段下降液體的摩爾流量，kmol/h; L-提餾段下降液體的摩爾流量，提餾段下降液體的摩爾流量，kmol/h。（下標(biāo)（下標(biāo)1、2表示自上而下的塔板序號。）表示自上而下的塔板

5、序號。） （2）恒摩爾液流）恒摩爾液流 但但L不一定等于不一定等于L2022-4-116.5.2 6.5.2 全塔物料衡算全塔物料衡算幾項假設(shè)：幾項假設(shè)：1 1、塔板為全凝器，即餾出液組成和塔頂?shù)谝粔K板蒸汽組、塔板為全凝器，即餾出液組成和塔頂?shù)谝粔K板蒸汽組成完全相同成完全相同 y y1 1=x=xD D；2 2、塔釜為間接蒸汽加熱；、塔釜為間接蒸汽加熱；3 3、溶液為理想溶液；、溶液為理想溶液；4 4、每塊塔板為理論板，即離開該板的汽、液兩相均達(dá)平、每塊塔板為理論板，即離開該板的汽、液兩相均達(dá)平衡狀態(tài)；衡狀態(tài)；5 5、塔內(nèi)汽液兩相流動遵守恒摩爾流假設(shè)、塔內(nèi)汽液兩相流動遵守恒摩爾流假設(shè)2022-

6、4-11對總物料：對總物料： WDF對于易揮發(fā)組分：對于易揮發(fā)組分： WDFWxDxFx2022-4-11WDWFxxxxFDFDFW1當(dāng)塔頂、塔底產(chǎn)品組成當(dāng)塔頂、塔底產(chǎn)品組成xD、xW及產(chǎn)品質(zhì)量已及產(chǎn)品質(zhì)量已規(guī)定規(guī)定，產(chǎn)品，產(chǎn)品的采出率的采出率D/F和和W/F也隨之確定也隨之確定，不能再自由選擇；，不能再自由選擇；在規(guī)定分離要求時，應(yīng)使在規(guī)定分離要求時，應(yīng)使FDFxDx塔頂產(chǎn)品的組成應(yīng)滿足塔頂產(chǎn)品的組成應(yīng)滿足DFxxFD當(dāng)當(dāng)規(guī)定塔頂產(chǎn)品的產(chǎn)率規(guī)定塔頂產(chǎn)品的產(chǎn)率D和質(zhì)量和質(zhì)量xD，則則塔底產(chǎn)品的質(zhì)量塔底產(chǎn)品的質(zhì)量xW及產(chǎn)率及產(chǎn)率W也隨之確定也隨之確定而不能自由選擇；而不能自由選擇；2022-4

7、-11塔頂易揮發(fā)組分回收率：塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進(jìn)料量中輕組分的百分?jǐn)?shù)。進(jìn)料量中輕組分的百分?jǐn)?shù)。 %100FDDFxDx塔底難揮發(fā)組分回收率塔底難揮發(fā)組分回收率： %100)1 ()1 (FWWxFxW2022-4-116.5.3 操作線方程操作線方程 對總物料：對總物料： DLV對易揮發(fā)組分：對易揮發(fā)組分： DnnDxLxVy11. 精餾段操作線方程精餾段操作線方程 2022-4-11DLR 回流比回流比 精餾段操作線方程精餾段操作線方程DnnxDLDxDLLy 1DnnxRxRRy1111 2022-4-11（1 1）物理意義物

8、理意義：表示精餾段任意截面（相鄰兩板）上升蒸：表示精餾段任意截面（相鄰兩板）上升蒸氣和下降液體之間的操作關(guān)系，即組成關(guān)系氣和下降液體之間的操作關(guān)系，即組成關(guān)系（2 2）如圖所示，當(dāng)）如圖所示，當(dāng)R R固定時，精餾段操作線為一直線。固定時，精餾段操作線為一直線。斜率斜率截距截距1RR1RxDDxx 特點特點Dxy 1操作線上的一點操作線上的一點A A表操作關(guān)系表操作關(guān)系平衡線上的一點平衡線上的一點B B表平衡關(guān)系表平衡關(guān)系nnxy1nnxy 與對角與對角線相交線相交2022-4-11 操作線斜率大，操作線斜率大，意味著經(jīng)過一塊理論意味著經(jīng)過一塊理論板后，汽相的增濃程板后，汽相的增濃程度變大，液相

9、的減濃度變大，液相的減濃程度變大。故操作線程度變大。故操作線斜率大對精餾段的分斜率大對精餾段的分離是有利的離是有利的 。 y xD a xn-1 yn n xn yn+1 0 xD xnyn+1ynxn-1汽相汽相增濃增濃程度程度液相減濃液相減濃濃程度濃程度思考：操作線斜率大，對精餾是否有利？思考：操作線斜率大，對精餾是否有利？111 RxxRRyDnn2022-4-112. 提餾段操作線方程提餾段操作線方程 對總物料：對總物料： WVL對易揮發(fā)組分：對易揮發(fā)組分： wmmWxyVxL1wmmxWLWxWLLy1提餾段操作線方程：提餾段操作線方程：2022-4-11（1 1）物理意義：表示提餾段任意截面（相鄰兩板）上升蒸）物理意義：表示提餾段任意截面（相鄰兩板）上升蒸氣和下降液體之間的操作關(guān)系，即組成關(guān)系氣和下降液體之間的操作關(guān)系，即組成