化工基础(张四方),精馏.pptVIP

第一板：若塔顶为全凝器： 则 第二板： 即 根据平衡线方程 根据平衡线方程 根据操作线方程 经过N板后， 芬斯克方程 可有： 降至 对双组分： 为全塔平均相对挥发度 二、 最小回流比 xD xF d a e xw c 此时，R最小 定义 最小回流比是回流比的下限。对于一定的分离任务，当回流比由无限大逐渐减小，操作线逐渐离开对角线向平衡线移动，要达到同样的分离要求，需要的理论板数逐渐增多。当回流比小到使操作线与q线的交点在平衡线上时，加料板出现 y* = y 。 在加料板处无分离作用，好象两个组分在此被夹住一样，故又称为“夹点”。这时，在加料板附近推动力=0，传质过程停止，所需理论板数=∞，这种情况下的回流比，称为最小回流比，用Rmin表示。 即 （1） 作图法 Rmin求法 xd xf G（ xq,yq） A e xw c H 代入 交点G（ xq,yq）符合平衡关系 q=1， q=0， 饱和液体 饱和蒸汽 （2） 解 析 法 问题:汽液混合进料时,最小回流比计算? 不同平衡线形状的最小回流比 d点坐标（xq，yq）可由图中读出，仍可计算出Rmin。 (3) 非理想体系的最小回流比 吸收 * 三、 适宜回流比 全回流 —— 上限 最小回流比—下限 在实际生产中均不能采用 适宜的回流比介于二者之间。到底采用多大才适宜呢？这要由经济合算来决定。 精馏过程的设备费和操作费（生产单位质量的精馏产品所消耗的费用叫做操作费用）。这些均与回流比密切相关。 费用 总费用 Rmin R 操作费用 设备费用 从图中看出，总费用随回流比的变化有一个最低值，最适宜的回流比就是总费用最低时的R，就是说，R适宜是由最低费用决定的。 最适宜的回流比一般为 R适宜=（1.1—2.0）Rmin 对难分离的混合物，应选用比上述范围更大的回流比，可达 R适宜=（4—5）Rmin 吸收 * 实际精馏操作时，某块实际精馏板上升蒸气与下降液体并 不是互成平衡状态，与理想状态有差距（存在一定的操作 效率），分为单板效率和全塔效率。 1、单板效率（莫夫里板效率） 以气相表示  以液相表示 4-6 塔板效率 吸收 * yn yn+1 xn xn+1 气相 液相 Y* X* xn x* yn xn y* yn yn+1 xn-1 吸收 * 2、全塔效率（总板效率） 反映全塔实际传质效果，等于精馏操作所需的理论塔板数NT与实际塔板数NP之比。 η的作用： 1）设计精馏塔时可依据 η 和 NT 计算 Np ； 2）对精馏段而言，若已知精馏段的塔效率， 则可计算进料板的实际位置。 吸收 * 作业：P115，思考题 3  习题 3，4，5 注意：工业用精馏塔内由于塔顶的液相回流和塔底的汽相回流，为每块塔板提供了汽、液来源。 塔板的作用是提供气液分离的场所；每一块塔板是一个混合分离器，并且足够多的板数可使各组分较完全分离。因此每一块塔板是一个混合分离器，经过若干块塔板上的传质后（塔板数足够多），即可达到对溶液中各组分进行较完全分离的目的。 塔板的作用 回流的作用 回流的主要作用就是提供不平衡的汽液两相，而构成汽液两相接触传质的必要条件。 吸收 * 回流的作用 从上面所讨论的精馏操作不难看出，精馏区别于蒸馏就在于精馏有“回流”，而蒸馏没有“回流”。 回流包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的气相回流。 塔顶回流为第一块塔板提供浓度适合的液相，塔釜气相回流为最下一块塔板提供浓度适合的气相，使每一块塔板上气液传质的基本条件得以形成，所以回流是构成汽、液两相接触传质使精馏过程得以连续进行的必要条件。若塔顶没有液相回流，或是塔底没有再沸器产生蒸汽回流，则塔板上的气液传质就缺少了相互作用的一方，也就失去了塔板的分离作用。因此，回流液的逐板下降和蒸汽的逐板上升是实现精馏的必要条件。 思考：为什么只需要部分回流而不必全部回流？（唯有如此，塔顶和塔底才有产品，否则没有工业意义） 吸收 * 精馏段：加料位置以上，自下而上气相中轻组分浓度提高，完成了上升蒸汽的精制（即除去重组分 ） 提馏段：加料位置以下（若为板式塔，则包括加料板），自上而下实现下降液体中重组分的提浓（即提出了轻组分 ） 吸收 * 涉及的主要问题：全塔物料衡算、恒摩尔流假设、操作线方程 、q线方程、（最小）回流比 、适宜回流比 、（最少）理论塔板数、全塔效率、实际塔板数等。 4-3