精馏的物料衡算

化工单元操作模块七蒸馏任务四精馏的工艺计算（物料衡算）假设2、塔顶的冷凝器为全凝器

假定的前提条件：混合物中各组分的摩尔气化热相等；各板上液体显热的差异可忽略；塔设备保温良好，热损失可忽略。假设1、恒摩尔流假定

①恒摩尔气流：

精馏段：V1=V2=V3=…=V=常数提馏段：V’1=V’2=V’3=…=V’=常数②恒摩尔液流

精馏段：L1=L2=L3=…=L=常数提馏段：L’1=L’2=L’3=…=L’=常数

二、精馏的工艺计算

V不一定等于V’

L不一定等于L’L(L’)V(V’)

理论塔板：物料在塔板上充分接触，离开的气液达到温度，浓度平衡。假设3、塔底再沸器用蒸汽间接加热溶液，不影响系统的物料平衡3213二元混合物的连续精馏操作1、全塔物料衡算衡算范围：虚线框;衡算基准：单位时间总物料衡算：F=D+W

易挥发组分：FXF=DXD+WXW

F、D、W——分别为进料、塔顶产品和塔底产品量，kmol/h（kg/h）；xF、xD、xw——分别为进料、塔顶产品和塔底产品的组成摩尔分数（或质量％）。3214釜液采出率馏出液采出率1当规定了xD、xW后，D/F、W/F为定值，该塔的产率已经确定，不能任意选择；2若规定D/F和xD

，则W/F和xW也不能自由选定，反之亦然；3塔顶产品的采出率D/F是有限制的。因为DxD≤FxF或D/F≤xF/xD。

讨论：32152、操作线方程

①精馏段操作线方程对虚线范围作物料衡算，以单位时间为基准，即：VD

xDLyn+1xn（总物料）（易挥发组分）精馏段操作线方程的物理意义：精馏段内同一截面上进出塔板的汽液流的浓度关系，即yn+1与xn的关系。此为一直线，过点（Xd，xd)。R=L/DR

—回流比回流量与塔顶产品量之比3216②提馏段操作线方程对虚线范围作物料衡算，即：L’V’W

xWym+1

xm提馏段操作线方程的物理意义：提馏段内同一截面上进出塔板的汽、液流的浓度关系，即ym+1与xm的关系。此为一直线，过点（xw，xw)。3217斜率截距

精馏段

提馏段xFxDxW精馏段操作线提馏段操作线其中：A(xd，xd)B(0，xd/(R+1)）

C(xw，xw)★操作线图示ABC3218D【自测题2】

在上题的精馏操作中，若已知回流比R=2.5，求精馏段内从每块塔板溢流下降的液相流率，并写出其精馏段操作线方程。

【自测题1】某连续精馏塔中分离乙醇－水溶液，已知料液含30%乙醇，加料量为4000kg/h。要求塔顶产品含乙醇91%以上，塔底残液中含乙醇不得超过0.5%（以上均为质量分率）。试求①塔顶产量，塔底残液量（用摩尔流率表示）；②乙醇的回收率。3219查看答案查看答案解：由上题已知塔顶产品摩尔质量xD=0.798、塔顶产品的摩尔流率D=32.39kmol/h，精馏段由每块塔板溢流下降的液相流率为L=R×D=2.5×32.39=80.98kmol/h，则此塔的精馏段操作线方程式为：解：①乙醇的摩尔质量46，水的摩尔质量为18。MF=0.144×46+0.856×18=22.03kg/kmol，F=4000/22.03=181.57kmol/h全塔总物料衡算

F=D+W=181.57

全塔乙醇的物料衡算

FxF=DxD+Wxw181.57×0.144=0.798D+