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一、简单蒸馏 三、平衡级和精馏原理 第三节 二元连续精馏的分析与计算 1）概念：对精馏塔：无论精馏段还是提馏段，该段内各板上升蒸汽流率相等，各板下降液体流率相等。 即： 精馏段：各板上V、L相等 提馏段：各板上V’、L’相等 两段之间由于受到进料的影响，不一定相等 2）恒摩尔流假设成立的分析： 当R, D, xD为一定值时,该操作线为一直线. 五、回流比的影响及选用 在前面介绍的计算中，是以已知回流比R为前提的。因此，需要知道如何获取R。 一）简单蒸馏 三）平衡级和精馏原理 三、二元连续精馏的分析与计算 ② 解析法 1）由平衡线方程与q线方程联立求出xe，ye 2） xe，ye代入Rmin的定义式求得。 xe，ye 求解步骤： 饱和液体进料：q=1时，xe=xF 饱和蒸汽进料： q=0，ye=yF 汽液混和物进料：0q1 3、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 1、开车时，先全回流，待操作稳定后出料。 2、在实验室设备中，研究传质影响因素。 3、工程设计中，必须知道最少板数。 什么时候采用全回流呢？ Rmin是R的下限，那么R的上限呢？ 操作线的斜率和截距分别为： 1）当过程达到稳定时，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 。 操作线与对角线重合，操作线方程为: 特点： 2) 全回流时操作线和平衡线的距离最远，因此达到指定分离程度所需的理论板数最少，以Nmin表示。 (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。 xD xW xF 回流比与理论板层数的关系 R 越大 NT 越少 R1 R2 R3 ① 图解法： 在平衡线和对角 线间绘梯级。 Nmin=梯级数。 2）求解Nmin----全回流时产生Nmin ② 逐板法--芬斯克（Fenske）方程 （包括塔釜） 对理想物系，逐板计算可得： ------芬斯克（Fenske）方程 4、最佳加料板位置的确定： 由此得到的N1及加料板位置 若将式中xW换为xF，α改为精馏段平均值，则可用来计算精馏段的理论板数。 精馏段所需的最少理论板数 六、理论塔板数的捷算法--吉利兰关联图 精馏塔理论板层数除了可用前述的逐板计算法和图解法求算外，还可用简捷法计算。通常采用的简捷法为吉利兰关联图。 吉利兰关联图 简捷法求理论板层数的步骤： 1） 先按设计条件求出最小回流比Rmin，并选择操作回流比R。 2）计算全回流下的最少理论板层数Nmin。 3）利用吉利兰关联图，计算全塔理论板层数N。 4）用精馏段的最小理论板层数Nmin1代替全塔的  Nmin ，确定适宜的进料板位置。 P100页，例10-13 练习1：用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50%，塔顶产品组成xD=95%，产量D=50kmol/h，塔釜间接蒸汽加热。回流比R=2Rmin，设全部塔板均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度?＝3。 求： （1）最小回流比Rmin； （2）精馏段和提馏段的上升蒸汽量； （3）列出该情况下提馏段操作线方程。 解：（1）最小回流比Rmin xD a xW x b xF d2 P 设计型问题举例 （2）精馏段和提馏段的上升蒸汽量 （3）列出该情况下提馏段操作线方程 泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50%，塔顶产品组成xD=95%，产量D=50kmol/h，回流比R=2Rmin，设全部塔板均为理论板，相对挥发度?＝3。 D=50 xD=0.95 W, xW F=100 xF=0.5 设计型问题举例 例2 用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物，原料中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.9(以上为摩尔分率)。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度?＝2.5，操作回流比为最小回流比的1.5倍，塔顶采用全凝器。试求离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。 进料为饱和蒸汽 xD a xW x b xF e 精馏段操作线方程为： 解： xD=0.9 例2 用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物，原料中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.9(以上为摩尔分率)。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度?＝2.5，操作回流比为最小回流比的1.5倍，塔顶采用全凝器