化工原理下册天津大学柴诚敬25－26学时课件

第九章蒸馏9.5两组分连续精馏的计算9.5.1计算的基本假定9.5.2物料衡算与操作线方程9.5.3理论板层数的计算

一、逐板计算法

二、梯级图解法

3.适宜的进料位置

进料位置对应于两操作线交点d所在的梯级，这一位置即为适宜的进料位置。适宜的进料板位置二、梯级图解法

4.进料热状况对理论板层数的影响

进料热状况参数q值不同，q线的斜率也就不同，q线与精馏段操作线的交点d随之而变动，从而影响提馏段操作线的位置，进而影响所需的理论板层数。二、梯级图解法

进料热状况对理论板层数的影响q值越大，进料温度越低，平衡线与操作线距离越远，所需的理论板层数越少。第九章蒸馏9.5两组分连续精馏的计算9.5.1计算的基本假定9.5.2物料衡算与操作线方程9.5.3理论板层数的计算

9.5.4回流比的影响及其选择

1.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。

全回流精馏的开工阶段全回流的应用一、全回流和最小回流比

(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。一、全回流和最小回流比

xDxWxF回流比与理论板层数的关系

R越大

NT越少

R1

R2

R3

Nmin用芬斯克(Fenske)方程式计算，芬斯克方程式通过逐板计算法推得。由汽液平衡方程得

操作线方程为

一、全回流和最小回流比

第2层理论板的气液平衡关系为

则

重复上述的计算过程，直至塔釜（塔釜视作第N+1层理论板）为止，可得一、全回流和最小回流比

令

对于全回流操作，N=Nmin一、全回流和最小回流比

几何平均对两组分物系，略去下标A、B注意

一、全回流和最小回流比

芬斯克方程式求得的最小理论板层数不含再沸器

为全塔平均相对挥发度xDxWxF

R1

R2夹紧区夹紧点最小回流比斜率xqyq

g(2)最小回流比的求法①作图法一、全回流和最小回流比

最小回流比计算式非正常平衡曲线最小回流比的求法一、全回流和最小回流比

二、适宜回流比的选择

分离任务一定R～～操作费用设备费用塔径～能耗～R设备费用塔高理论板数～～适宜回流比的选择1－操作费用2－设备费用3－总费用

选择适宜的回流比需进行经济权衡，根据生产实践经验，取

统计表明，实际生产中的操作回流比以下列范围使用较多：二、适宜回流比的选择

适宜回流比计算式一、吉利兰(Gilliland)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。吉利兰关联图二、求理论板层数的步骤简捷法求理论板层数的步骤

先按设计条件求出最小回流比Rmin，并选择操

作回流比R。

计算全回流下的最少理论板层数Nmin。

利用吉利兰关联图，计算全塔理论板层数N。

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。一、直接蒸汽加热

待分离的物系为水溶液1.直接蒸汽加热应用背景及意义直接蒸汽加热的应用背景直接蒸汽加热的意义

省掉再沸器，减少设备费

水为难挥发组分

提高加热蒸汽利用率，节约能耗，减少操作费直接蒸汽加热

直接蒸汽加热精馏塔的精馏段操作线和q线与常规塔相同，但提馏段操作线方程应予修正。2.直接蒸汽加热理论板层数的计算总物料衡算

易挥发组分衡算

一、直接蒸汽加热

对于塔内恒摩尔流动当则提馏段操作线与横轴的交点坐标为g(xW,0)一、直接蒸汽加热

提馏段操作线方程xDabxWcxFefd12345直接蒸汽加热时理论板层数的图解法练习题目思考题作业题:10