【正文】 ? 總物料 ? 易揮發(fā)組分 ? 塔頂易揮發(fā)組分回收率 ? 塔底難揮發(fā)組分回收率 F D W??F D WF x D x W x??100%DFDxFx ?? ?? ?1 100%1WFWxFx? ??下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 例 1－ 4 每小時(shí)將 15000kg含苯 40％（質(zhì)量％，下同）和甲苯 60％的溶液，在連續(xù)精餾塔中進(jìn)行分離，要求釜?dú)堃褐泻讲桓哂?2％，塔頂餾出液中苯的回收率為 %。試求餾出液和釜?dú)堃旱牧髁考敖M成，以摩爾流量和摩爾分率表示。 ?解： 4 0 / 7 8 0 . 4 44 0 / 7 8 6 0 / 9 2Fx ???2 / 7 8 0 .0 2 3 52 / 7 8 9 8 / 9 2Wx ???0. 44 78 0. 56 92 85 .8 /FM k g k m ol? ? ? ? ?上一頁(yè) 下一頁(yè) 1 5 0 0 0 / 8 5 . 8 1 7 5 . 0 /F K m o l h??/ 0. 97 1DFDx Fx ? 175 ? ? ?175D W F? ? ?D W FD x W x F x??0 .0 2 3 5 1 7 5 0 .4 4DD x W? ? ?hk m o lD /? hk m o lW /? ?Dx 下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 2 精餾段操作線方程 1111n n DRy x xRR? ????上一頁(yè) 下一頁(yè) LRD?? ?1V L DRD DRD??????? 3 提餾段操作線方程 139。39。39。39。m m WLWy x xL W L W? ????下一頁(yè) 上一頁(yè) 返回 ? 1 五種進(jìn)料熱狀況 ? 冷液進(jìn)料 ? 泡點(diǎn)進(jìn)料 ? 氣液混合物進(jìn)料 ? 飽和蒸汽進(jìn)料 ? 過(guò)熱蒸汽進(jìn)料 ? 原因：物料性質(zhì)，工程實(shí)際 ? 2 進(jìn)料熱狀況對(duì)塔內(nèi)氣液負(fù)荷的影響 上一頁(yè) 下一頁(yè) 進(jìn)料熱狀況的影響 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 冷液進(jìn)料 泡點(diǎn)進(jìn)料 ? 氣液混合物進(jìn)料 飽和蒸汽進(jìn)料 過(guò)熱蒸汽進(jìn)料 L L FVV? ??? ?L L FVV? ??? ?下一頁(yè) 上一頁(yè) LLV V F?????LLV V F?????L F LVV? ??? ?? 3 進(jìn)料熱狀況參數(shù)的計(jì)算 1VFVLII k m o lqII????將 進(jìn) 料 變 為 飽 和 蒸 汽 所 需 的 熱 量原 料 液 的 千 摩 爾 汽 化 潛 熱39。L L qF??39。 ( 1 )V V q F? ? ?下一頁(yè) 上一頁(yè) ? ?m p m p Fmr c t tqr???? 進(jìn)料熱狀況參數(shù)的意義 ? 以 1kmol進(jìn)料為基準(zhǔn)時(shí)，提餾段中的液體流量較精餾段中液體流量增大的 kmol/h數(shù)，即為 q值。 ? 對(duì)飽和液體、氣液混合物及飽和蒸汽三種進(jìn)料， q值就等于進(jìn)料中的液相分率。 ? 提餾段方程的另一種形式 ? 例 1－ 5 分離例 1－ 4中的溶液時(shí)，若進(jìn)料為飽和液體，選用的回流比 R=， 試求提餾段操作線方程，并說(shuō)明操作線的斜率和截距的數(shù)值。 ?解： 39。39。1m m WL qF Wy x xL qF W L qF W????? ? ? ?上一頁(yè) 下一頁(yè) 0 . 0 2 3 5 , 9 5 / , 1 7 5 /8 0 /2 . 0 8 0 1 6 0 /Wx W k m o l h F k m o l hD k m o l hL R D k m o l h? ? ??? ? ? ?1q?39。39。11 6 0 1 1 7 5 9 5 0 . 0 2 3 51 6 0 1 7 5 9 5 1 6 0 1 7 5 9 5mmyx???? ? ?? ? ? ?39。39。1 1 . 4 0 . 0 0 9 3mmyx? ??下一頁(yè) 上一頁(yè) 第 3講小結(jié) 二元精餾塔的簡(jiǎn)化物理模型要點(diǎn)是：塔內(nèi)各板視為理論板；塔內(nèi)物流為恒摩爾流 (注意條件 )， 即精餾段與提餾段內(nèi)的氣 、 液流率各為恒定量 ， 二段物流關(guān)系由進(jìn)料狀態(tài) (q值 )決定 ． 即有； L’＝ L十 qF及 V’＝ V－ (1－ q)F。 操作線方程是物料衡算的數(shù)學(xué)表達(dá)式 ， 若回流比與進(jìn)料狀態(tài)恒定 ， 并滿足恒摩爾流假設(shè) ， 精餾段與提餾段操作線方程都是直線方程 。 描述簡(jiǎn)化精餾塔的方程組是：精餾段方程 ， 提餾段方程 ， 相平衡方程 。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 返回 ? 1 逐板計(jì)算法 上一頁(yè) 下一頁(yè) 理論板層數(shù)的求法 ? 步驟 ? （ 1） ? （ 2） ? （ 3） ? （ 4） 1 Dyx?111( 1 )yxy??? ??21 11DxRyxRR????222( 1 )yxy??? ??32 11DxRyxRR????下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 對(duì)飽和液體進(jìn)料，若： ? 精餾段理論板數(shù)： n1 ?以下計(jì)算采用提餾段操作線，因?yàn)椋? ? （ 5） ? （ 6） ?結(jié)束： ?提餾段理論板數(shù)： m1 nFxx?39。1 nxx?39。39。21 WL qF Wy x xL qF W L qF W???? ? ? ?39。39。 22 39。2( 1 )yxy?????39。mWxx?上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 2 圖解法 ? 1）操作線的作法 ?（ 1）做精餾段操作線 ?（ 2）做 q線 ?（ 3）做提餾段操作線 1111n n DRy x xRR? ????39。1m m WL qF Wy x xL qF W L qF W????? ? ? ?11Fxqyxqq????上一頁(yè) 下一頁(yè) ?（ 4）進(jìn)料熱狀況對(duì) q線及操作線的影響 下一頁(yè) 上一頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 2）圖解方法 下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 3）適宜的進(jìn)料位置 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 例 1－ 6 用一常壓操作的連續(xù)精餾塔分離含苯為（莫爾分率，下同）的苯－甲苯混合液，要求塔頂產(chǎn)品中含苯不低于 ，塔底產(chǎn)品中含苯不高于 。操作回流比為 。試用圖解法求以下兩種進(jìn)料情況時(shí)的理論板層數(shù)及加料板位置。 （ 1）原料液為 20 的冷液體； （ 2）原料為汽化率等于 1/3的氣液混合物。 已知數(shù)據(jù)如下：操作條件下苯的汽化熱為389kj/kg； 甲苯的汽化熱為 360kj/kg。 苯－甲苯混合液的氣液平衡數(shù)據(jù)及 txy圖見例 1－ 1和圖 1－1。 ?解： C?下一頁(yè) 上一頁(yè) ? （ 1） 20176。 C的冷液進(jìn)料 ? 繪制平衡線與對(duì)角線，確定 ? 做精餾段操作線 ? 做 q線 ? ? ? ? ? ?, , , , ,D D F F W Wa x x e x x c x x0 .9 7 5 0 .2 1 71 3 .5 1DxR ????0 . 4 4 3 8 9 7 8 0 . 5 6 3 6 0 9 2 3 1 9 0 0 /mr k J k m o l? ? ? ? ? ? ?1 1 0 .4 4 9 39 3 2 05 6 .52FxCCC????由 圖 － 查 出 時(shí) 溶 液 的 泡 點(diǎn) 為＋平 均 溫 度 ＝ ＝苯 和 甲 苯 的 比 熱 為 (kg. )上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 做提餾段操作線 ? 從 a點(diǎn)開始畫梯級(jí) 1 . 8 4 7 8 0 . 4 4 1 . 8 4 9 2 5 6 1 5 8 / ( )pmc k J k m o l C? ? ? ? ? ? ? ? ?1 5 8 ( 9 3 2 0 ) 3 1 9 0 0 1 . 3 6 231900p m mmc t rqr?? ??? ? ? 62 61 62 1qq ????下一頁(yè) 上一頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? （ 2）氣液混合物進(jìn)料 13q ?13 0 . 51 1 3 1qq? ? ???下一頁(yè) 上一頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 第 4講小結(jié) ? 精餾過(guò)程理論板數(shù)的計(jì)算途徑是交替使用操作線方程與平衡關(guān)系 ， 在計(jì)算過(guò)程中使用平衡關(guān)系的次數(shù)便是理論板數(shù) 。 當(dāng)計(jì)算中的液相濃度近似等于進(jìn)料組成時(shí) ，要更換提餾段操作線方程 ， 而這塊理論板便是最佳加料板 。 分凝器與再沸器中的氣 、 液相組成呈平衡關(guān)系 ，應(yīng)各視為一塊理論板 。 ? 進(jìn)料熱狀態(tài) q會(huì)影響提餾段操作線位置，進(jìn)而影響為完成規(guī)定分離要求所需的理論板數(shù)及加料板位置。是一個(gè)需綜合考慮才能確定的設(shè)計(jì)參數(shù)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? 1 全回流和最少理論板數(shù) ? （ 1）全回流的特點(diǎn) ? 操作線與對(duì)角線重合 ? 理論板數(shù)最少 ? 沒(méi)有進(jìn)料、沒(méi)有產(chǎn)品 ? （ 2）應(yīng)用 ?工廠開工階段，使系統(tǒng)盡快達(dá)到穩(wěn)態(tài) ?科學(xué)研究，測(cè)定塔板效率 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回流比的影響及其選擇 0LLRD? ? ? ?? (3)理論板層數(shù)的計(jì)算 ? 上兩式稱為芬斯克方程式 上一頁(yè) 下一頁(yè) m inlg1lgABBADWmxxxxN???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?????m in1lg11lgWDDWmxxxxN??? ???? ??? ??????? ??????? 2 最小回流比 ? 1）恒濃區(qū)（夾緊區(qū)） d點(diǎn)稱為夾緊點(diǎn) ? 2）求法 ?（ 1）作圖法 ?正常的平衡曲線： q線與平衡線的交點(diǎn) 下一頁(yè) 上一頁(yè) m i nm i n 1DqDqxyRR x x???? ? 不正常的平衡線：切線與 q線的交點(diǎn) 上一頁(yè) 下一頁(yè) m i nm i n 1DdDdxyRR x x???? ? （ 2）解析法（理想物系） 11Fxqyxqq????1 ( 1 )xyx?????上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 3 適宜回流比的選擇 ? 1）確定原則 ? 操作費(fèi)用：加熱、冷卻介質(zhì)消耗量； ? 設(shè)備費(fèi)用：投資、折舊。 ( 1 )V L D R D? ? ? ? 39。 ( 1 )V V q F? ? ?下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 2）經(jīng)驗(yàn)值 ? 例 1－ 8 根據(jù)例 1－ 6的數(shù)據(jù)，試求實(shí)際回流比為最小回流比的倍數(shù)。 ? 解： ? ? m i n1 . 1 2RR?m inDqqqxyRyx???上一頁(yè) 下一頁(yè) ? （ 1）冷液進(jìn)料