制药单元操作 精馏原理与计算 精馏塔设计（3）-理论塔板数的确定.docxVIP

药品生产技术专业教学资源库-《制药单元操作技术》教学设计 教 师 姓 名 授课班级 授课形式 讲授 授 课 日 期 授课时数 2 授课内容 情景5精馏过程及操作 任务3 精馏塔设计（3）-理论塔板数的确定 教 学 目 的 知 识 目 标 1. 掌握理论板层数的求解方法， 2. 掌握全回流和最小回流比的概念、最小回流比的计算方法 3. 掌握回流比对求解理论板层数的影响。 能 力 目 标 1、能够根据生产任务，确定精馏塔的理论塔板数，进行精馏塔的设计。 2、能够根据生产任务，选择最适宜的回流比。 思 想 目 标 1. 具有分析问题解决问题的能力； 2. 具有一定组织协调能力； 3. 具有有哪些信誉好的足球投注网站、整理材料及文字表达相关能力 教 学 重 点 逐板法计算理论塔板数，回流比的选择 教 学 难 点 回流比的选择 更新、补充、 删 节 内 容 使 用 教 具 多媒体 课 外 作 业 课 后 体 会 授课主要内容及课堂教学设计 教学 环节 课 程 内 容 设 计 教学 方法 时间 min 组织 复习 引入 新课 小结 作业 1、说出进料的五种状态？ 2、进料状态对加料板各股流量及操作线的影响？ 3、写出q线方程？ 任务3精馏塔设计（3）-理论塔板数的确定 子任务1 逐板计算法 1、逐板计算法通用步骤 逐板计算法的依据是气液平衡关系式和操作线方程。该方法是从塔顶开始，交替利用平衡关系式和操作线方程，逐级推算气相和液相的组成，来确定理论塔板数。 若生产任务规定将相对挥发度为α及组成为的原料液，分离成组成为的塔顶产品和组成为的塔底产品，并选定操作回流比为，则逐板计算理论塔板数的步骤为： ①若塔顶冷凝器为全凝器，则。按照气—液相平衡关系式，由计算出第一层理论塔板上液相组成。 ②由第一层理论塔板下降的回流液组成，按精馏段操作线方程，计算出第二层理论板上升的蒸汽组成。再利用气液平衡关系式，由计算出第二层理论板上的液相组成。 ③按操作线方程，由计算出。再利用气—液相平衡关系式，由求出。 依次类推，一直算到≤为止。每利用一次平衡关系式，即表示需要一块理论塔板。 图5- 图5-23 逐板计算法示意图 提馏段理论塔板数也可按上述相同步骤逐板计算，只是将精馏操作线方程改为提馏段操作线方程，并一直算到≤为止。 逐板计算法较为准确，不仅应用于双组分精馏计算，也可用于多组分精馏计算。 全回流时，精馏塔所需的理论塔板数，可用逐板计算法导出一个简单的计算式。 在任何一块理论塔板上，气—液达到平衡。对于双组分物系，气液两相组成之间的关系为 =α （5-24） 全回流时，操作方程为 （5-25） 式中： ——在第块理论塔板上，液相组成（以易挥发组分摩尔分率表示）； ——第块理论塔板上，蒸气相组成（以易挥发组分摩尔分率表示）； ——由块塔板上升的蒸气组成（以易挥发组分摩尔分率表示）； 2、全回流时，全塔最少理论塔板数的求法 设在全回流下，全塔共有理论塔板数=，则1、2…、。 现从塔顶开始，逐板进行推算如下： 塔顶：已知塔顶回流液组成为，当塔顶蒸气在冷凝器中全部冷凝时， 第一层理论塔板：根据平衡关系式 α （5-26） 将关系式代如上式，得 α （5-27） 根据操作方程 （5-28） 将式（5-28）代入式（5-27）得 (5-29) 第二层理论塔板：根据平衡关系式 (5-30) 将式（5-30）代入式（5-29）得 (5-31) 根据操作方程 (5-32) 将式（5-32）代入式（5-31）得 (5-33) 依次类推，第n层理论塔板： 根据平衡关系 (5-34) 同理可得 （5-35） 根据操作方程 （5-36） 将式（5-36）代入式（5-35）得 （5-37） 塔釜：根据平衡关系 （5-