PPT《第五章 蒸馏Distillation第四节 两组分连续精馏的分析和计算》

第五章 蒸馏Distillation

第四节 两组分连续精馏的分析和计算

一、理论板及恒摩尔流

二、物料衡算和操作线

三、理论塔板层数的求法

四、几种特殊情况时理论板数的求法

五、回流比的影响及其选择

六、理论板数的捷算法

七、实际塔板数、塔板效率

八、精馏装置的热量衡算

一、理论板及恒摩尔流

1、理论板 离开这种板的气液两相互成平衡,而且塔板上的液相组成也可视为均匀的.

2、操作关系 y n+1与xn之间的关系

3、恒摩尔汽流

4、恒摩尔液流

5、恒摩尔流假设的条件 (1)各组分的摩尔汽化潜热相等;

(2)气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略 ;

(3)塔设备保温良好,热损失可以忽略.

二、物料衡算和操作线

1、全塔物料衡算 对总物料: 对于易挥发组分: 当塔顶、塔底产品组成xD、xW(产品质量)已规定,产品 的 采出率D/F和W/F也随之确定,不能再自由选择;

当规定塔顶产品的量D和质量xD,则塔底产品的质量xW及量W也随之确定而不能自由选择;

在规定分离要求时,应使 塔顶产品的组成应满足 塔顶易挥发组分回收率:易挥发组分从塔顶采出的量占全部进料量中轻组分的百分数. 塔底难挥发组分回收率:

2、精馏段操作线方程 对总物料: 对易挥发组分: ――回流比 ――精馏段操作线方程

3、提馏段操作线方程 对总物料: 对易挥发组分: 提馏段操作线方程:

5、进料热状况对操作的影响 1)定义式 2)q的计算 物料衡算: 热量衡算: (1)对于泡点进料(图b) (2)对于饱和蒸汽进料(图d) (3)对于冷液进料 (图a) (4)汽液混合物进料 (5)过热蒸汽进料 对于饱和液体、汽液混合物及饱和蒸汽三种进料而言,q值就等于进料中的液相分率. (3)q 值与提馏段操作线方程 提馏段操作线方程为: 例:用一连续精馏装置在常压下,分离含苯41%(质量%,下同)的苯-甲苯溶液.要求塔顶产品中含苯不低于97.5%,塔底产品中含甲苯不低于98.2%,每小时处理的原料量为8570kg.操作回流比为3,试计算:(1)塔顶及塔底的产品量(D 、W);

(2)精馏段上升蒸汽量及回流液量(V、L);

(3)当原料于47℃进塔和饱和蒸汽进塔时,提馏段上升 蒸汽量及回流液量 (V'、L'). (苯的汽化潜热rA=93kcal/kg,甲苯的汽化潜热rB=87.5kcal/kg,苯和甲苯的平均比热Cp,l=0.45 kcal/kg℃,蒸汽的平均比热Cp,v=0.30 kcal/kg℃). 分析: 求W、D 全塔物料衡算 已知 xF、xW、xD 求V、L 已知R 利用精馏段物料衡算 求求q 解: (1)产品量 (2)上升蒸汽量及回流量 精馏段: (3)47℃进料时 将料液由47℃升温到93℃所需的热量为: 继续加热 饱和蒸汽进料时 1.逐板计算法 全凝器 平衡关系 操作关系 1)精馏段

三、理论塔板层数的求法 平衡关系 操作关系 …… 泡点进料 精馏段n-1层2)提馏段 (已知) 提馏段操作线 …… 提馏段 m-1层 平衡关系 操作关系

2、图解法 1)操作线作法 a)精馏段操作线 b)提馏段操作线的作法 xW c a b y x xD xF e f d c)q线方程 - ――q线方程或进料方程 d)进料热状况对q线及操作线的影响 过冷液体: q>1, ,ef1 ( ) 饱和液体: q=1, ,ef2 (↑) 汽液混合物 :0