雙組份連續(xù)精餾的計(jì)算—本章的核心內(nèi)容-文庫(kù)吧
2025-07-03 14:32 本頁(yè)面
【正文】 再沸器實(shí)現(xiàn)了部分汽化相當(dāng)于一塊理論板 ， L’=V’+W，xw與 yw呈平衡關(guān)系 。 精餾段塔板數(shù)為 n1；提餾段塔板數(shù)為 m（ 不含再沸器 ） ；進(jìn)料板為第 n塊 。 這種方法適用于相平衡關(guān)系可寫(xiě)成數(shù)學(xué)表達(dá)式的場(chǎng)合 。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 2） 圖解法 步驟： ① 在 x~y圖中作出平衡線與對(duì)角線； ② 在 x軸上定出 xD、 xF、 xw的點(diǎn) ， 并通過(guò)這三點(diǎn)作垂線定出對(duì)角線上的點(diǎn) a、 f、 b； ③ 在 y軸上定出 yc=xD/(R+1)的點(diǎn) c， 連 a、 c作出精餾段操作線； ④ 由進(jìn)料狀況求出 q線的斜率q/(q1)， 并通過(guò)點(diǎn) f作 q線 。 1yDx0 1 1 1x2xFxdxnxWxmnx?2y3y1 2 3 4 5 6 7 8 9 a f b c 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 ⑤ 將 q線、精餾段操作線的交點(diǎn) d與點(diǎn) b連成提餾段操作線 bd； ⑥ 從點(diǎn) a開(kāi)始，在平衡線與精餾段操作線之間作梯級(jí)，當(dāng)梯級(jí)跨過(guò)點(diǎn) d時(shí)（這個(gè)梯級(jí)相當(dāng)于加料板），然后在平衡線與提餾段操作線之間作梯級(jí)，直到跨過(guò)點(diǎn) b為止。數(shù)梯級(jí)的數(shù)目，就可以分別得出精餾段和提餾段的理論板數(shù)，同時(shí)也就確定了加料板的位置。 1yDx0 1 1 1x2xFxdxnxWxmnx?2y3y1 2 3 4 5 6 7 8 9 a f b c d 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 再沸器內(nèi)進(jìn)行的過(guò)程是部分汽化 ， xw與 yw達(dá)到平衡 ， 故相當(dāng)于一次平衡蒸餾或一層理論板 ，則提餾段和全塔所需的理論板數(shù)應(yīng)從以上得出的數(shù)目減 1；如果塔頂?shù)睦淠鞑皇侨鞫欠帜?， 也相當(dāng)于一層理論板 ， 使得分離所需的理論板數(shù)再減一層 。 V?W WxL?m m+1 ym+1 xm 圖 1016 提餾段的分析 應(yīng)當(dāng)指出： ①用圖解法代替逐板計(jì)算法較直觀，但當(dāng)所需的理論板數(shù)相當(dāng)多，則圖解法不易準(zhǔn)確，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)臄?shù)值計(jì)算法；②上述解法中應(yīng)用了恒摩爾流假設(shè)，與之偏差大的物系，如水 — 醋酸體系，誤差較大，需用其他方法。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 q線方程 一、進(jìn)料板熱量衡算和物料衡算 F, iF L, HL V, HV V, ?? HVL, ?? HL 總物料衡算： VLVLF ??????熱量衡算： VLVLF VHHLHVLHFH ?????? ??式中 H為 kmol焓值（ kJ/kmol） 。 VV , ?HH——離開(kāi)、進(jìn)入進(jìn)料板（加料板）汽相的焓值； LL , ?HH—— 進(jìn)入、離開(kāi)進(jìn)料板液相的焓值。 ⑴ 熱量衡算 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 工程上忽略溫度對(duì)焓值的影響，即 VV HH ?? LL HH ??? ? ? ?? ? VLVLF1 FHqqF HHVVHLLFH?????????汽化潛熱進(jìn)料的和蒸汽所需的熱量進(jìn)料從進(jìn)料狀況化為飽每k m o lk m o l????LVFVHHHHq 廣義的 q 狹義的 q: q ? 進(jìn) 料 中 飽 和 液 體 的 摩 爾 數(shù)進(jìn) 料 總 摩 爾 數(shù) 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 2） 進(jìn)料板物料衡算 定義進(jìn)料液中液相的分率為 q， kmol液相 /kmol料液；則汽相所占分率為 1q 。 料液中的液相流量 qF進(jìn)塔后向下流動(dòng)與精餾段的液相流量 L匯合進(jìn)入提餾段 ， 則： V?L?V? 精餾段 提餾段 進(jìn)料板 屬提餾段 F， xF (1q)F V qF L L 圖 加料板上的物流關(guān)系示意圖 （進(jìn)料為汽液混合物） qFLL ???（ 752） ? ?FqVV ???? 1 （ 753） 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 二 、 進(jìn)料狀態(tài)及各種進(jìn)料狀況下的 q值 （ 1） 進(jìn)料狀態(tài) 根據(jù)進(jìn)料的料液溫度有五種狀態(tài) ① T＜泡點(diǎn) 過(guò)冷液體 （ q＞ 1） ② T＝泡點(diǎn) 飽和液體 （ q＝ 1） ③ 泡點(diǎn)＜ T＜露點(diǎn) 汽液混合物 （ 0＜ q＜ 1） ④ T＝露點(diǎn) 飽和蒸汽 （ q＝ 0） ⑤ T ＞露點(diǎn) 過(guò)熱蒸汽 （ q＜ 0） 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 1）對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料 LF HH ?LVFVHHHHq??? 1?新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 LFL ??? VV ??（ 2）對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料 VF HH ?LVFVHHHHq??? 0?LL ?? FVV ???（ 3）對(duì)于冷液進(jìn)料 LF HH ?LVFVHHHHq??? 1?LFLL ?????? LVV ?????新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 4）汽液混合物進(jìn)料 VFL HHH ??LVFVHHHHq??? 1~0?qFLL ??? FqVV )1( ????（ 5）過(guò)熱蒸汽進(jìn)料 VF HH ? 0?qVLL ????? VFVV ?????? 對(duì)于飽和液體、汽液混合物及飽和蒸汽三種進(jìn)料而言， q值就等于進(jìn)料中的液相分率。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 ⑶ 、 q的計(jì)算 ：通過(guò) txy相圖求。 ： ： 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 例： 用一連續(xù)精餾裝置在常壓下 ， 分離含苯 41%（ 質(zhì)量 %， 下同 ） 的苯 甲苯溶液 。 要求塔頂產(chǎn)品中含苯不低于%， 塔底產(chǎn)品中含甲苯不低于 %， 每小時(shí)處理的原料量為 8570kg。 操作回流比為 3， 試計(jì)算： （ 1） 塔頂及塔底的產(chǎn)品量； （ 2） 精餾段上升蒸汽量及回流液量； （ 3）當(dāng)原料于 47℃ 進(jìn)塔和蒸汽進(jìn)塔時(shí)，提餾段上升蒸汽量及回流液量 。 （ 苯的汽化潛熱 rA=93kcal/kg， 甲苯的汽化潛熱 rB= 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 kcal/kg，苯和甲苯的平均比熱 Cp,l= kcal/kg℃ ，蒸汽的平均比熱 Cp,v= kcal/kg℃ ）。 分析： 求 W、 D 全塔物料衡算 求 xF、 xW、 xD 求 V、 L 已知 R 精餾段物料衡算 求 LV ??、 qFLL ???FqVV )1( ????求 q 解： （ 1）產(chǎn)品量 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 92/5978/4178/41??Fx?92/78/??Dx?92/78/??wx ?92)4 5 0 (784 5 0 ?????FM k m o lkg /?8570?F hk m o l / 0 0?新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 WDF ??wDF WxDxFx ??WD ??0 2 1 7 8 5 0 ????? WDhk m o lD /? hk m o lW /?(2)上升蒸汽量及回流量 精餾段： RDL ? ?? hk m o l / 3 4?DLV ?? 3 4 ?? hk m o l / 7 9?新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 (3)47℃ 進(jìn)料時(shí) LV ??、將料液由 47℃ 升溫到 93℃ 所需的熱量為： )4793(4 5 0 ????? FV HH k m o lk c a l / 7 7 5?繼續(xù)加熱 LV HH ? ? ?? ? 4 5 0 ??????? ?? ? ? ?4 5 0 ??????? ??k m o lk c a l / 9 0 7?新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 LVF
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