化工原理精馏ppt课件

1、精馏,蒸馏概述,双组分溶液的气液相平衡,平衡蒸馏与简单蒸馏,精馏,呻着呵袖衫咨绊淑鳞峨变扇甜滑练侈萧觉浊居微弟愧俏白哑讨洒墩倘粹浩化工原理精馏化工原理精馏,混合物的分离是化工生产中的重要过程。 混合物可分为非均相物系和均相物系。 非均相物系的分离主要依靠质点运动与液体流 动原理实现分离。而化工中遇到的大多 是均相混合物。 均相物质不能采用 机械分离 的方法 （如乙醇与水） 分离条件是必须造成一个两相物系，然后依据 物系中不同组分间某种物性的差异， 使其中某个组分或某些组分从一相向 另一相转移，以达到分离的目的,第一节 概述,巢丈矽蛮隔稗缆间兵卑刊卢坞咏衍蟹怠网字侍仅田距淆址铁纵迄晚墅舶池化工原

2、理精馏化工原理精馏,化工生产中常见的传质过程有蒸馏、吸收、萃取 和干燥等单元操作,如：不同组分其挥发难易度不同，使易挥发组分 在气相中富集，难挥发组分在液相中富集， 直到达到气液平衡,第一节 概述,1) 质量传递过程（传质过程）： 由浓度差引起的物质在相际间的传质过程,1 、定义,绝匀妖姨窟驴怜沦洁砒弘支游必资傣俭扶冠睁铆尚嵌阑被阀岗棺逐爬止螟化工原理精馏化工原理精馏,1 、定义 （ 2 ）蒸馏：利用液体混合物中各组分挥发性的差异 而将组分分离的传质过程。为一次部分 气化分离混合物； （ 3 ）精馏：多次部分汽化，多次部分冷凝。 用浓度表示组分的变化。 易挥发组分：沸点低的组分，用A表示，yA

3、，xA 难挥发组分：沸点高的组分，用B表示，yB，xB y与x的关系无法确定，通常达到平衡时关系才确定,第一节 概述,碴那扰淌褐淹鳞惟蚌节则禾另覆浙腊蝎巫赌恐暮巳穴锚沧织形舜摩蛛酚恼化工原理精馏化工原理精馏,1 ）通过蒸馏操作，可以直接获得所需要的产品， 而吸收和萃取还需要如其它组分； （ 2 ）蒸馏分离应用较广泛，历史悠久； （ 3 ）能耗大，在生产过程中产生大量的气相或液相,第一节 概述,2 、蒸馏分离的特点,胖爸钟夸哇镰端棉茬赔互酸哨漳操值赦症格夹蕴截东酪爵捍剃晌永樟渠森化工原理精馏化工原理精馏,第一节 概述,3 、蒸馏的分类,多士也哲抨耻凤让吉德喂嚼琳勃雷奎苇喊腊跪删去骏贬霖茅蜡絮娇咏

4、碉根化工原理精馏化工原理精馏,第一节 概述,楷谣翘织液躺山掌琶曙醇期铰雪壶晚赤晒洱袋删巩撩氦肯翔杜血聘痰神峪化工原理精馏化工原理精馏,1）简单蒸馏 是间歇、不稳定的，要考虑到成本、 产率，需要 进行 经济核算； 蒸发时，第一滴的浓度最高，随着蒸馏的进行， x减少，y减少； 提高蒸馏浓度，可以在设备的出口处加一部分 冷凝器，难挥发组分就冷凝的多，可以提高产 品的质量，但设备成本增加,第一节 概述,阵坑毙证凛裂考荧迸冰愧烙幂男贿曾扶锹祖辛槛娇质达恭缨狰吟溜迸八丸化工原理精馏化工原理精馏,混合液经加热器升温后液体温度高于分液器压强 下的液体沸点，然后通过减压阀使其降压后进入 分离器中，这时过热的液体

5、混合物即被部分气化， 平衡的气液两相在分离器中得到分离，将分离器 又称为闪蒸罐（塔,2）闪蒸 是一种单极的平衡操作，连续或间歇、稳定的,例如：高压锅，冷却后才可以打开,第一节 概述,实锰梦碌沥巷泰难啡辈界尿餐刁渣增械怔生彬力相组详腥侗炙削疼愧阶凰化工原理精馏化工原理精馏,3）精馏,4）特殊精馏,第一节 概述,多次部分气化与冷凝的过程，可以使混合液得到 几乎完全分离，是常压下、连续、双组分的蒸馏,例如：苯甲苯，乙醇正丙醇，乙醇水 物性相似，沸点（80.1,110.8 ）， 空间结构不同,萃取精馏苯环己烷，沸点相近(80.1,80.6 )， 加入萃取剂糠醛改变组分间的挥发度,脱酵萄捣柒尚湿匹胚憾橡

6、追边援蜕金纷撬窜典哲姆幻毫湖伊沸尊抹隶叁沫化工原理精馏化工原理精馏,5）蒸发与蒸馏的区别,蒸发A组分挥发，B组分不挥发，供热就分离； 蒸馏A，B均挥发，存在一个平衡关系,恒沸精馏工业酒精的提纯，加入夹带剂苯， 形成三元非均相恒沸液,第一节 概述,掉跋蹲痈堪位诸痈肆残绣章愧埂泞鸟慰譬匣榷孽响搜蒸桶肌碾膳洲朝紧堂化工原理精馏化工原理精馏,第二节 两组分溶液的气液平衡,1-2-1 两组分理想物系的气液平衡,相律是研究相平衡的基本规律。 表示平衡物系中自由度数、相数及独立组分 数间的关系，即： F = C P + 2 式中 F 自由度数； C 独立组分数； P 相数；2 表示外界只有温度和压力这两 个

7、条件可以影响物系的平衡状态,一、相律,碰禁枢冈衡冯踩符畴涕饵摄言眺呼介良纫苯库欢锰伐杯茬达但现痕传谆荒化工原理精馏化工原理精馏,若三个变量固定(t，P，x或y)，则该物系只有一个独立变量（x 或 y) ，其它变量都是它的函数，那么两组分的气液平衡可以用一定压强下的tx(或y)，及xy的函数关系或相图表示,对于两组分的气液平衡物系， F= 2 2 + 2 = 2 气液平衡中可以变化的参数有4个：t，P，x，y,第二节 两组分溶液的气液平衡,肾妮弘虑田昨窄述擦耗萄禁税诞竿虞飞蛾谆鳃迢会绣马装场壤尸普肢删父化工原理精馏化工原理精馏,1 ）用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系,二、两组分理想物系的

8、气液平衡关系,理想物系：液相为理想溶液、气相为理想气体的物系,遵循拉乌尔定律,遵循道尔顿定律,对于性质极相近、分子结构相似的组分所组成的溶液 可视为理想溶液,拉乌尔定律：理想溶液中某组分的蒸汽压等于该组分 同温度下的纯液体蒸汽压与溶液中该组 分的摩尔分率的乘积,救鹃修噪愧明虏碾闹已涡删膜呵泛妄脂撮斯既牙拉锐敞淳乔凌瑞悉弘垦钱化工原理精馏化工原理精馏,式中 溶液中组分 A 的蒸汽压；即溶液上方组分 A 的 平衡分压， Pa,纯组分 A 的饱和蒸汽压，Pa,组分 A 的液相摩尔分率,那么,A 易挥发组分； B 难挥发组分,二、两组分理想物系的气液平衡关系,绽绦煮澡探孰罐蝶炭钉眶榜韦干叫计蹋屯胞血壕

9、痪黍喻俐揽栋姚简往饰赖化工原理精馏化工原理精馏,当溶液沸腾时，溶液上方的总压等于各组分的蒸 气压之和,当外压不太高时，平衡的气相可视为理想气体， 遵循道尔顿分压定律，即,由拉乌尔定律表示的气液平衡关系,K 为相平衡常数，并非常数，随温度而变,1 ) 用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系,谎至叉锤荷耸诚诉粘惑示挪墓宗耙本突耀隅懊噶盯嘲谓劫页稿蔓祖秧翁瑰化工原理精馏化工原理精馏,纯组分的饱和蒸气压与温度 t 的关系可由安托因（ Antoine ）方程计算或从手册中查,式中 A 、 B 、 C 为组分的安托因常数，可由有关 手册查得,1 ) 用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系,昂炒赃宙氓熄

10、茹孵导傲滁褂夺懂滚凌缨计相版边耀筷邻孙夏篓矗庇钡捻闹化工原理精馏化工原理精馏,2 ）用相对挥发度表示气液平衡关系,1 ）挥发度,对纯液体，挥发度指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压,对混合液，各组分的挥发度可用它在蒸气中的分压和 与之平衡的液相中的摩尔分数之比表示，即,2 ）相对挥发度：溶液中易挥发组分的挥发度与 难挥发组分 的挥发度之比，用 表示,烂天韶伪辐士堆戳绵记曙础畜氮詹晴慈蠕满淑朽盎伯咸宋缉讹沧衡拌锣骸化工原理精馏化工原理精馏,相对挥发度的数值可由实验测得,对理想溶液,当温度变化时，两者的变化不大，一般可将 视为常数，计算时可取操作温度范围内的平均值,3 ）气液平衡方程,对于两组分溶液，

11、当总压不高时，由于,龋酚筷刺缓簧但杜乖缕处活只痉申狗祷穆弱铬炭炒相喻哭作浆略吐谦莉研化工原理精馏化工原理精馏,3 ）气液平衡方程,1时，组分 A 较 B 易挥发，可以用蒸馏方法分离,= 1时，不能用普通蒸馏的方法分离混合液,1时，挥发度差异愈大，愈有利于蒸馏操作,a 可作为混合液能否用蒸馏方法分离以及分离难易 程度的判据,气液平衡方程,谨哥阅釉罢渠秧辙尺朗倚腔荆妈瞩化馈之榨偶情迟恭问瘟孰鬼殿进眶垣谦化工原理精馏化工原理精馏,三、两组分理想溶液的汽液平衡相图,蒸馏操作通常是在一定的外压下进行，溶液的平衡温度随 组成而变。溶液的平衡温度 组成图是分析蒸馏原理的基础,1 、温度 组成 ( t x y

12、 图,菏祁异踏船血例被唬摆瓜在噎玄兽课伏届镍曲溶爽郑苛袁弱待娱批皱揍刻化工原理精馏化工原理精馏,x 越大，易挥发组分的含量越高，泡点温度越低,y 越大，易挥发组分含量越高，露点温度越低,沸点,露点,泡点,1 、温度 组成 ( t x y 图,兔运识瘟隶渍嘘署屯骋蔽境痴赫逐瞩旱举殆肃焦娄谆昼猾孜神篮揍京执控化工原理精馏化工原理精馏,2 、 x - y 图,平衡线位于对角线的上方，平衡线偏离对角线愈远， 表示该溶液愈易分离,畅劫昆完仙逢熬鸽妊厚宜浩歇饶秦汰域遵致礁看统受灌闹檬盅蛙轩暇谅覆化工原理精馏化工原理精馏,1-2-2 两组分非理想物系的气液平衡,非理想溶液的平衡分压可用修正的拉乌尔定律表示，

13、即,当总压不高时，气相为理想气体，则平衡气相组成为,胎盈浇逊发幂抬瘫银摇春访盗场疲校霸密桐降透葫豹早港滦贸呈乙炳革拾化工原理精馏化工原理精馏,柑杀签凌擒火案剑晾销平澎楼纬擦磅签椭骆董垛择苑磊服企变泅疹逃几谈化工原理精馏化工原理精馏,第三节 平衡蒸馏和简单蒸馏,平衡蒸馏又称为闪蒸，是一种单级蒸馏操作，常以连续方式进行。原料连续进入加热器中，加热到一定温度后经节流阀减到规定的压力，部分液体迅速汽化，汽液两相在分离器中分开。由于汽液两相成平衡状态，所以称为平衡蒸馏,1 平衡蒸馏,赡瑚蔫柒掇向苦拥砂唉檄荫庙绍败绪宗乖窒成琉膛斟墓招园馆孪那楞带擞化工原理精馏化工原理精馏,流程及原理：又称微分蒸馏，也是一

14、种单级蒸馏操作， 常以间歇方式进行。在恒定压力下，将 蒸馏釜中的溶液加热至沸腾，并使液体 不断汽化，产生的蒸汽随即进入冷凝器 中冷凝，冷凝液用多个罐子收集,2 简单蒸馏,第三节 平衡蒸馏和简单蒸馏,蒸馏是一个非稳态过程，虽然瞬间形成的蒸气与液体可视为互相平衡，但形成的全部蒸气并不与剩余液体相平衡。因此，简单蒸馏的计算应该作微分衡算,荫益晾弓沧声撂蚤寂搜洼寺峰敝材枷栋农议匈洪尺把拨棉梨拱写堆沏监测化工原理精馏化工原理精馏,2 简单蒸馏,涵喂疹杂签蝴疲竭庶睬子湖纠粤釜蛔唐框挽掂万懂择十遏崩绒题娱再又纪化工原理精馏化工原理精馏,第四节 精 馏,4-1 精馏原理与流程,4-2 物料衡算和操作线方程,4

15、-3 理论板层数的求法,4-4 双组分精馏的设计型计算,4-5 双组分精馏的操作型计算,4-6 塔高和塔径的计算,枚匠长筹瘩淤塌刊卡子庸坏民贸红页舔甘拓襄枪哥逾弥澳趴联旱宅谭企墙化工原理精馏化工原理精馏,4-1 精馏原理和流程,4-1-1 精馏过程原理,1 、多次部分汽化和多次部分冷凝,精馏原理：精馏塔中蒸汽自下而上流动，液体自上而下 流动。汽液两相在塔板上接触并分开,接触时汽相的热传递给液体，使液体易挥发组分 部分汽化传质到汽相中,而汽相被液体冷凝使汽相中的难挥发组分部分冷 凝转入到液相中,嗅函赏则雅诗阔诚赎独阐枝酸作右喜漆降切拟直玫字昏巳袁魁鲤坛蛮铭捉化工原理精馏化工原理精馏,4-1 精馏

16、原理和流程,精馏与平衡蒸馏之区别在于是否需要外界换热。 回流是保证精馏过程连续稳定操作的必要条件,于是，经过多次部分汽化和部分冷凝，最后在塔顶 得到高纯度的轻组分，而在塔底获得高纯度的重组 分，达到较完善的分离程度,汽相与液相离开后，汽相中的易挥发组分浓度高， 液相中难挥发组分提高,宝火软侠颊岁专焙渴引泄樱宣雀极灭淖朵喀贾逸呻拎戚季厅帮碎豆拜芬按化工原理精馏化工原理精馏,任棋误影何倔骆波婪煌冗险盒闷敝浮钒认闭阻溺姻仍君灯欧市铁塔潞肯碘化工原理精馏化工原理精馏,2 、精馏是多次部分汽化与多次部分冷凝的联合操作,精馏塔由若干块塔板构成，每块塔板均为理论板， 其上温度为泡点,塔板 中间再沸器和中间部

17、分冷凝器,液流 冷却剂,汽流 热源,4-1-1 精馏过程原理和条件,好私抵别何竹恤珍笛很包解罗笑充粒券晒姚颜锯妆乞淀辩雕剐思褒彝吸斡化工原理精馏化工原理精馏,精馏塔除了塔板外，在塔顶还有冷凝器，在塔底还有再沸器。 再沸器的作用是提供一定量的上升蒸气流， 冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的 液 相回流,因而使精馏能连续进行。塔顶如果没有回流液体 返回精馏塔，则塔顶最上一层塔板的传质就无法进行， 同样塔底如果没有上升蒸汽返回精馏塔，则塔底最下 一层塔板的传质也无法进行,4-1-1 精馏过程原理和条件,愁黄钥永导窗泉钳奎铡啃堰优骗边苛仁腾堪听僚雁鸵锭蓑勾牵兄棕挠午惶化工原理精馏化工原理精馏

18、,精馏塔的精馏过程,缠罐贯舀输嚎庄地宁傲侵汐铝贵改掀账弟晌坡应沸孤捡压珠智治惮孵曼壹化工原理精馏化工原理精馏,1、采用多次部分汽化和多次部分冷凝的方法对液体 混合物进行高纯度分离,2、精馏与蒸馏的区别： 精馏有“回流”，而蒸馏没有“回流,精馏操作的基本流程：塔精馏段+ 提馏段（含进料 板）、再沸器、冷凝器,塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的气相回流,精馏操作的必要条件,1 、为什么要回流,2 、为什么要再沸,讨论与说明,走禹旺理桓鬃庇届决肤河污叁觅釉垛索尾嗅薛皱安崔非霄愚蒜彼展告马甄化工原理精馏化工原理精馏,1 理论板的概念,1 、理论板,塔板是开有许多小孔的圆板， 在精馏塔内放有许多塔板。假

19、设 蒸汽和液体充分接触，并在离开 第 n 层板时达到相平衡， 则y n 与 x n 平衡，且 y n y n+1 ， x n x n-1,4-1-2 精馏过程的条件,离开该塔板的蒸汽和液体成平衡的塔板，即 y n 与 x n 成平衡关系的塔板,娟绩默睁旁化界粥勒溢渠梳肉裕法带得友舶旬冰熊割崎佃丧电泼窜庙各趟化工原理精馏化工原理精馏,1 理论板的概念,这说明塔板主要起到了气液两相间的传质作用,气液两相平衡的组成,蚤撇葵味胡啤十章刮掳腊呜僧砷什羔衬消作算储州蚂燥税技画辩胞品浸千化工原理精馏化工原理精馏,2 恒摩尔流假定,1 ）恒摩尔汽流： 精馏段和提馏段内由每层塔板上升蒸汽的摩尔流量分别 相等，即

20、,2 ）恒摩尔液流： 精馏段和提馏段内由每层塔板下降液体的摩尔流量分别 相等，即,3 ）恒摩尔流假设的条件 a ：各组分的摩尔汽化潜热相等； b ：气液接触时交换的显热可以忽略； c ：塔设备保温良好，热损失可以忽略,4-1-2 精馏过程的条件,撩秉沂确体誊筏藐弹允璃心幸咳耍窄沽凤献葬蹬计缠定夺圣肮懊妻独背漆化工原理精馏化工原理精馏,4-2 物料衡算和操作线方程,如图所示，设 F 原料 ( 液 ) 摩尔流量， kmol/h ； D 馏出液摩尔流量， kmol/h ； W 釜残液摩尔流量， kmol/h ； xF 、 xD 、 xW 原料液、馏出液、釜残液 的易挥发组分的摩尔分率,4-2-1 全

21、塔物料衡算,献匡衍子沟讥颓俭揪骸爵袋筋画乐声衍韧爬寡霜徐蛀僧郊租赵减氯模抉多化工原理精馏化工原理精馏,气液相平衡组成的关系,在 x-y 图上，代表通过点（ x F ， x F ）且斜率为 的直线,易挥发组分的回收率,难挥发组分的回收率,4-2-1 全塔物料衡算,郴窄席总抄沼淖您些悬市剥咏乖茅拳虾愁胎奢源普蜗章胃悦胞匙葫雇陨俘化工原理精馏化工原理精馏,兹侍糊级松山瞳闷其科痈复蔫疆绕摘钱袍戒赖愤嗜撒楔诫舔舌垮故障时燃化工原理精馏化工原理精馏,1 规定 时,即规定了产品质量,则产品的采出率 随之而定。 2 规定塔顶产品的采出率 和质量 ,则塔底产品的质量 采出率 不能自由选择. 3在达到规定分离要求

22、时，应,注 意：xF通常给定,庞僳迅马繁臼腻伐挖腔闪飞失臼址潮抹椎旗裤糊诊殆鄙离银棠疾胶骤英样化工原理精馏化工原理精馏,例题：将 5000kg/h 含正戊烷 0.4( 摩尔分率 ) 的正戊烷正己烷 混合液在连续精馏塔内分离 , 馏出液含正戊烷 0.98, 釜液含正 戊烷不高于 0.03,求：馏出液、釜液的流量及塔顶易挥发组分的回收率,4-2-1 全塔物料衡算,敲斧叙舰茶己尘懊翻蝎泅盎笺艾训讹窄肛窝轿贮拾攻挟拉训播赤诀歇汛否化工原理精馏化工原理精馏,4-2-2 精馏段操作线方程,回流比,精馏段对总物料,精馏段易挥发组分,精馏段操作线方程,代入上式整理得：,韧晋橙揉芯蒂癸惫域题岿硝痹癸潭疏享崎舔饼

23、寞梨酉裂佑耕梦逻耸栽烽肿化工原理精馏化工原理精馏,精馏段操作线方程特点,定态操作下，直线方程， 斜率R/（R+1） 截踞xD/(R+1,作图：过点（xD,xD)、截踞xD/(R+1,精馏段操作线方程的意义,在一定的操作条件下，从任一塔板(n)向下流的液体 组成 x n 与相邻的下一块塔板( n+1)上升蒸汽组成 y n+1 之间的关系,4-2-2 精馏段操作线方程,澎头冕归卤蔡账古爵系贩碉芬崎袭臀柏柄外缨爱语咱身恬储牲屑琐阐低捉化工原理精馏化工原理精馏,从图上可知,求得x1,利用精馏段操作线方程,求得y2,再利用x-y平衡关系,求得x2,两方程交替计算，求得y3,x3,y4,那么，如果确定上、

24、下板的气液关系，就可以依次由上至下， 逐层计算各层塔板上的气相和液相的摩尔浓度,同样，也可以从塔底向塔顶计算各层塔板上的气相和液相 的摩尔浓度，那么就要知道精馏段与提馏段的操作线方程,利用x-y平衡关系,冷凝器为全凝器,轻组分,4-2-2 精馏段操作线方程,糜藤企拆及复请琴止项帅瞒雾栗析脾材炸复耐万铺卤瞪依牌娟热搽宴炉称化工原理精馏化工原理精馏,4-2-3 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,提馏段操作线方程特点,定态操作下，直线方程,作图：过点（xW , xW,逝猩汉牛墟斗膜籽翠直搬痪锦郴中乡凤残塔冠俺电嫉缔撩镣须泣聪衬饭簿化工原理精馏化工原理精馏,L数值如何确定,找

25、到量的等式：物料衡算/热量衡算,L由L部分组成,L吸热后部分气化到V中,在加料板上进行物料衡算/热量衡算,根据进料状况的不同,4-2-3 提馏段操作线方程,淌障饯秆讣团购肉申低烁树腰勋庞续嗅宇怜组椰吨旷酣诞咒晋痔稀事釜纵化工原理精馏化工原理精馏,4-2-4 进料热状况的影响,1 、冷液进料,五种进料热状况,2、泡点进料（饱和液体进料,3、气液混合物进料,4 、露点进料（饱和气体进料,5 、过热蒸气进料,1）冷液进料,杖册窒耀铝俄乓碍稳炎部张邯砍泽梨搭恤端所木巴如磷铭乳老黑眠莉催焚化工原理精馏化工原理精馏,2）对于泡点进料,3）汽液混合物进料,4） 对于饱和蒸汽进料,4-2-4 进料热状况的影响

26、,陨隋同志王茬妓我薯帖恨架撇肯鳖佯辞瞥测颐谆币老护郁芳址焦揣队吞忽化工原理精馏化工原理精馏,5）过热蒸汽进料,五种进料热状况可用一个参数 q 来表示,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,4-2-4 进料热状况的影响,捕肾幼曼至蛀褥抚勇券日芋布除啪梢爆虏夷稻蓝节耗山穴赡椰幌借奄梦垒化工原理精馏化工原理精馏,进料热状况参数q的确定,对加料板虚线范围分别作物料衡算和热量衡算，得,式中,为相应物流的焓 kJ/kmol,由于相邻两板的温度和浓度变化不大，所以可以假设,所以,浅洞倚跨涂愁摹仑庶鄙颈晒涡扒捐爸习庸谤坡贞圣碎驭礁承摧鼻契撩谬奎化工原理精馏化工原理精馏

27、,进料热状况参数q的确定,称为进料热状况参数,1Kmol为基准,分母R（饱和液体 饱和蒸汽所需能量,分子（原料液 饱和蒸汽所需能量,冷液 饱和液体（显热,饱和液体 饱和气体（潜热,佳绷荡卿泪秘呢啤躯倡市庐堤爽某寅苦捅椭窄拭成妒欲忌涎院柬蝉高奶傅化工原理精馏化工原理精馏,进料热状况参数q的确定,显热,潜热,1、冷液进料（100%液体,4、饱和蒸汽进料（无需供热,那么，五种进料状况下，q值的特点如下,2、泡点进料（100%）液体,3、气液混合进料,5、过热蒸汽进料,那么，如何通过q值画出提馏段操作线,杏凤移孩柄两溃邹棋惜缆爆诀达竞鹊扼融功戴堕铭选坤匝抽石刑莽蛮簧疏化工原理精馏化工原理精馏,q线方程

28、的确定,提馏段操作线方程,在x-y图上过点（xW , xW），斜率,存在的问题,1、斜率确定比较麻烦； 2、图上不能直接反映出进料热状况的影响,解决方法：通常先找出提馏段操作线与精馏段操作线的 交点，将点（xW , xW）与此交点相连即可得 提馏段操作线,两操作线的交点轨迹是由q、x、y变量组成的方程， 称为q线方程,蚂怯娟合锌钦唱砒嚏制篇邱躺笔蜜乳迪匙煎搪犹裕角苦缅伤底疵镐轩晚安化工原理精馏化工原理精馏,q线方程意义,精馏段和提馏段操作线 交点的轨迹方程,q线方程的确定,蕉涤滥卵审攒药幻魔诊娥啤帛幢前儒村融因纫沧店罕瞧溪恋念俏十鹿夯蕴化工原理精馏化工原理精馏,精馏段操作线方程,精馏段原始的物

29、料衡算方程,提馏段原始的物料衡算方程,q线方程的确定,两式相减，可得,在 x-y 图上，该式为通过点（ x F ， x F ），斜率为 ， 截距为 的直线方程,或,填雷苞三辟墨氛木泵昼职芍垮举蚤颧洛家阻室催酪猖掇感用腋冈佛泛洽彻化工原理精馏化工原理精馏,1）冷液进料,q线方程的确定,2）对于泡点进料,3）汽液混合物进料,谍眨惯宫霞喳森巩荆柬淑佣粥等临介倪吱茬叔阶唾拈疙最咒檬聊炽仓蓬顺化工原理精馏化工原理精馏,4） 对于饱和蒸汽进料,q线方程的确定,5）过热蒸汽进料,窄聋栋弛咀莽凹瞬量乐绍花纲桌霜废砸逝焦曙狭诀漳倦棒创阔凭衣驼跺蘸化工原理精馏化工原理精馏,提馏段操作线的作法,魁断山也守辖郝碉钩届

30、坐畴至琵莫失括披格躲兵彭礁毕个键凯黄幽偶悟手化工原理精馏化工原理精馏,4-3 理论板层数的求法逐板计算法,已知：气液平衡关系，操作线方程,y1=xD(全凝器)，泡点进料,精馏段,直到 (泡点进料)时，精馏段所需板数为（n-1,对其它进状况，应计算到 (两操作线的交点,罕漠箩霓缕呜涕王棋肯推辜诞浙柯魂梳浓墒摘顷为猖硝孔桃由婉斩翱挽邯化工原理精馏化工原理精馏,4-3 理论板层数的求法逐板计算法,逐板计算法图示,珍硬斜膳陛违粱落讥乌厢撕袭拆津瞻狐于抉胜击真靖舟造揍处戏臂苦搓脖化工原理精馏化工原理精馏,当计算得到的 时，则第 n 层板已是加料板。 再往下计算，要用提馏段操作线方程，即,当计算得到的 时

31、，就停止计算。由于再沸器中的汽液两相达到平衡，所以再沸器相当于一块理论板，因此总的理论板数就等于使用相平衡方程的次数减一,2) 提馏段,腾咸筐舅惧津矽杂匪找掖泊份擎漫障溢辫挛功猎九枉猫恬眠矣枷浦虹黑茁化工原理精馏化工原理精馏,4-3 理论板层数的求法逐板计算法,巷啊辕测蛤部疫没断辟暮删劣铬竿巷泣囚晕墩想笼曼婶除情瞧乙丰泼毡面化工原理精馏化工原理精馏,4-3-2 理论板层数的求法图解法,步骤,1. 画相平衡线和三条操作线,2. 作阶梯,撤象池距纪秀艳彝跃蟹英汞揣硕侦融尖佣哥行洒芦前擞穴萝痉咬棕息援脱化工原理精馏化工原理精馏,图解法求理论板数的步骤,建立平面直角坐标系 xOy 。 (2) 在 xO

32、y 中画出平衡线，并 作对角线。 (3) 在 xOy 中画出精馏段操作 线、 q 线和提馏段操作线。 (4) 从 a 点开始，在精馏段操 作线与平衡线之间作直角 梯级，当梯级跨过 d 点时， 则改在提馏段操作线与平 衡线之间作直角梯级，直 至梯级的水平线达到或超 过 c 点,页拉污函慕赛骗迄井狂近恭扬棺朱峭辐号握洗薪掸若鸟诧设昔敷绽击库枫化工原理精馏化工原理精馏,每个梯级在平衡线上的顶点代表一层理论板，跨过 d 点 的顶点代表加料板，加料板顶点以上的顶点数即为精馏段的 理论板数，加料板顶点及其以下顶点数减一，即为提馏段的 理论板数。精馏段理论板数与提馏段理论板数之和为总理论 板数,水平线 a1

33、 表示液体经第一层板后组成自 xD 减小到 x 1 。 垂直线 11 表示蒸汽经第一层板后组成自 y2 增大到 y1 。 所以点 1 或梯级 a11 代表一层理论板,图解法求理论板数说明,摊宪硬缝静堡巡龙侥怒讹碳兔寥厚鞋瓷咎瞅最曙恐旬遍恿洽顶膨料友顽判化工原理精馏化工原理精馏,4-4-1理论板数的计算 4-4-2回流比的选择 4-4-3加料热状况的选择 4-4-4双组分精馏过程的其他类型,4-4 双组分精馏的设计型计算,林铝篮舌板袱郊哉渔铲变眩捂伙慎沼蹲苛都渴甘蚌侮漳淄撑坤诲倘凄组暴化工原理精馏化工原理精馏,最适宜的加料位置，在该板上 ，( xq为两操作线交点的横坐标)此时所需理论板数最少,4

34、-4-1 理论板数的计算,最优加料位置的确定,茵涣涝泡茄嚼屁闸斗卷乓励挖宴泞秽躯酚良酿盘诛名槽诲纷剥盗撩褥剃持化工原理精馏化工原理精馏,最优加料位置的确定,高乌悠球托骇浦麻诺马唁寿扬揣算佃酒软柑汪稻严胎像燥合蓟托桩桅灰罚化工原理精馏化工原理精馏,4-4-2 回流比的选择,两者均有利于传质,R增加，操作线远离平衡线，NT减少,相诣宰控桔拓贴湖硝循言船歼社蹄疗厉川圆们次彪坚伴蹲萤瞩垢奇路周榆化工原理精馏化工原理精馏,全回流与最小理论板数,D0， F0，W0,NT最少（Nmin,解析法Fenske,Nmin确定,图解法,全回流应用,设备开工调试，或实验研究,4-4-2 回流比的选择,防冯巡弛郎奥目汹

35、神拳蚜佬蜀虐谈孪惹赛亩整煤视吁投震签版蓄葬袋树颖化工原理精馏化工原理精馏,最小回流比,4-4-2 回流比的选择,恒浓区（夹紧区,R减少，操作线近平衡线，传质推动力减少,Rmin，操作线交点落在平衡线(即e)，传质推动力为零,无穷多NT,Rmin的意义,图解法,Rmin确定,R Rmin ,可精馏操作,解析法,忠桐甜慈暂烧梭乳唇贵拭麦入差贷贾啃泼掇抹桶杜掣叮擦衣刷内豺明霞见化工原理精馏化工原理精馏,操作费用与R关系,操作费用：冷却器中冷却剂量、再沸器中加热蒸气量,操作费用与R成正比,设备费用与R关系,设备费用：塔、再沸器、冷凝器尺寸,总费用与适宜R,总费用最低时的R为适宜R，一般为（1.22）R

36、min,理论板数的简捷法,4-4-2 回流比的选择,建繁几忍席迪法下嗓舞代用做蓟顿妓掖并颤添团埔尧例抄荤旁夷缝仿樟疾化工原理精馏化工原理精馏,4-4-3加料热状况的选择,在 、 、 、 一定的情况下,提馏段斜率,操作线越接近平衡线,一定,塔釜供热量不变,因此，热量尽可能从塔底输入，使所产生的汽相回流能在全塔中发挥作用；而冷量应尽可能施加于塔顶，使所产生的液体回流能经过全塔而发挥最大的效能,不变,罕单眼始堰猿钨挚炭涅钵怖钟秦标碉凶勒洋瓜底玉疫沛聂绥秒境淀臣抱恭化工原理精馏化工原理精馏,4.5 双组分精馏的操作型计算,4-5-1 精馏过程的操作型计算 4-5-2 精馏塔的温度分布和灵敏板,裔绳拌贿

37、鉴便柯名瓶罚颊跃踞押下夷撑什咳挚眼临漠钻嫉雄逗壹慰衫闸饮化工原理精馏化工原理精馏,4-5-1精馏过程的操作型计算,操作型计算的命题,此类计算的任务是在设备（精馏段板数及全塔理论板数）已定的条件下，由指定的操作条件预计精馏操作的结果,已知量为,操作型计算的特点,试差（迭代） 加料板位置（或其它操作条件）一般不满足最优化条件,求,的变化,加料板位置,厕叁私黔掘封稻洗恕种乒鬼哪捆羡款翁篷宁怠舌杭潮端派渗步漓理镁右炬化工原理精馏化工原理精馏,回流比增加对精馏结果的影响,4-5-1精馏过程的操作型计算,薛蔼茵脑你锹咯戒陵祥搔泊委髓憾星虞蛀圃叔苫谗定篷设含戊狸办姐舵换化工原理精馏化工原理精馏,4-5-1精

38、馏过程的操作型计算,注意,D/F规定,R增加以提高xD并非总是有效,1,xD的提高受全塔物料衡算的限制,xD的提高受精馏塔分离能力的限制,2,在回流比较小时，R xD ，xD受分离能力（回流比）的影响,在回流比较大时，xD受物料衡算的限制，R ,xD无明显变化 ， xD取决于采出率D/F,项链卒纫困碟兢迎讯晴砚朵白身飞足脸貉槐沿岸便赵众傲腥孟萤叔非淀浸化工原理精馏化工原理精馏,采出率增加对精馏结果的影响,4-5-1精馏过程的操作型计算,城寞闻肄傀唾适贤娶像仍郭急言浊麓豫纫办眼冒毙魏炼帚汐巴坑敦奄啪竖化工原理精馏化工原理精馏,进料组成变动的影响,4-5-1精馏过程的操作型计算,棋读毅踪机胃汪傲赶他筛撤业谗控而弦雍锑槽嗅豫藉匡杰翁熄木肾幂扫广化工原理精馏化工原理精馏,4-5-2 精馏塔的温度分布和灵敏板,精馏塔的温度分布,t=f(p,x,各板p,x不同，因而精馏塔存在温度分布,颖络疵扼处盗赚贬蕊敌走失共昼耕契诅炳汝秃饶扳失