化工原理（下册） 教学课件 作者 钟理伍钦曾朝霞 主编 下册(1,2,3章)课件 第一章 精馏 第四次课.pptVIP

尚辅网 尚辅网 1.4.3 进料热状况 进料热状况 3.进料热状态对塔内气、液流量的影响　　 q为进料的热状态参数，反映进料热状态对塔内两段气、液流量的影响：L’=L+qF; V’=V+(q-1)F 1.4.4.进料热状况对精馏操作线的影响 q线方程（进料方程）　两操作线的交点落在进料板上。当q为定值，改变塔操作回流比时，两操作线交点轨迹即q线（进料线）。 　 当一定操作回流比条件下，不同热状态对精馏段无影响，对提馏段存在显著的影响。 1. 逐板计算法 当给出原料F、xF，进料的温度TF，压力PF，分离要求xD、xW，回流比R，即可进行精馏塔设计。　　　　　 a. 精馏段 塔顶为全凝器，当塔顶蒸气全部被冷凝时，则有： y1=xD y1与x1 呈相平衡关系 x1与y2 精馏段操作线方程 与此类推，交替使用相平衡与物料平衡关系，计算精馏两相的组成。 b. 进料板　　 当 x≤xF时，物料衡算关系应换为提馏段操作方程。将此更换物料衡算关系式的理论板，作为进料板为宜，即最佳进料位置。 2 理论板图解法（M-T） 理论板的图解法或M-T法也是逐板计算法，不过此方法采用图解方法进行逐板计算。 图解步骤 在直角坐标中绘出体系相平衡曲线x～y，同时连对角线 通过D（xD,xD)、C(0, xD/(R+1)两点绘出精馏段操作线 通过b(xW,xW), 提馏操作线的截距-W/(L’-W)·xW绘提馏段操作线 因 y1=xD，故从塔顶D点（xD,xD)开始作水平线交平衡曲线于1点，求得呈平衡的液相组成x1 ，由1点作垂线相交精馏段操作线，求得第二板蒸气组成y2，同上，在平衡线与精馏段操作线之间作梯级。 当求得 xnxq时，应由精馏更换提馏的操作线，即在平衡线与提馏段操作线之间作梯级，当求得液相组成xm’xW 时结束。此时梯级数N（含再沸器）为所求的理论塔板数N，跨过两操作线交点的板为最佳进料板 NF。 * * 尚辅网 a: 冷液 b: 饱和液体，泡点 c: 汽液共存 d: 饱和蒸汽，露点 e: 过热蒸汽 尚辅网 2.进料热状况参数 F xF y’ V’ L’ x’ y V L x IV=IV’ , IL=IL’ 尚辅网 q 1 q=1 q=0~1 q=0 q0 尚辅网 Vyn+1=Lxn+DxD L’x’n=V’y’n+1+WxW 尚辅网 随进料温度的升高，q值减小，提馏段操作线斜率增大， 操作线更靠近平衡曲线，将导致提馏段分离能力不断下降。即每块理论板的传质推动力减小。完成相同分离任务，所需理论板数会增加。 尚辅网 1.4.5 理论板数的求法 体系相平衡关系 : 精馏操作方程： 提馏段操作线方程： 尚辅网 操作线方程 y1=xD x1 平衡方程 y2 x2 y3 x2 1 2 3 尚辅网 同上，交替使用相平衡及物料平衡关系，逐级计算提馏段的组成分布，当计算的液相组成x略低于或等于xW 时，即可结束计算。 计算中采用平衡关系的次数即塔满足分离要求所需的理论板数N。由于再沸器存在部分气化，具有分离能力，相当一块理论板。 c. 提馏段 尚辅网 尚辅网 给出q线，q线通过F(xF, xF)、G(0, xF/1-q)； 给出q线与精馏段操作线的交点Q(xq, yq)； 提馏段操作线通过b(xW, xW)、Q(xq, yq)。 q线方程（进料方程） 尚辅网 当q=1，饱和液体进料，全部进料以液相形式进入提馏段。