【正文】 ? ?12BhBBQWII? ? Bh QW r?下一頁 上一頁 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算和節(jié)能 ? 例 1－ 10 求例 1－ 6中冷液進料情況下的再沸器熱負荷和加熱蒸汽消耗量以及冷凝器熱負荷和冷卻水消耗量。 C及 35 176。 ( 1 ) 3 4 5 ( 1 . 3 6 2 1 ) 1 7 5 4 0 8 /V V q F k m o l h? ? ? ? ? ? ? ?( 1 ) ( )c VD L DQ R D I I? ? ?3 8 9 7 8 3 0 3 4 0 /V D L DI I r k J k m o l? ? ? ? ?75211 . 0 5 1 0 2 . 5 1 0 /( ) 4 . 1 8 7 ( 3 5 2 5 )CcpcQW k g hc t t?? ? ? ???下一頁 上一頁 ? （ 3）再沸器 ? 結論 ?冷進料對傳質有利；全塔總耗熱量相同；實際多采用熱進料，以利用廢熱 39。 下一頁 上一頁 精餾塔的操作與調節(jié) 下一頁 上一頁 ? 2） 回流比的影響 ? 實際生產中通常采用改變回流比來調節(jié)、控制產品質量 ? R增大，塔內氣液負荷增大，若超過允許值，應減小原料液流量 ? R增大，冷凝器、再沸器熱負荷增大 ? 受理論板數(shù)的限制， xD有一極大值 ? 受全塔物料平衡限制，其極限值為 xD＝ FxF/D 下一頁 上一頁 ? 3）進料組成和進料熱狀況的影響 ? 進料組成變化，進料位置也要相應變化；組成增大，進料位置上移，組成降低，進料位置下移； ? 進料熱狀況變化，進料位置也要相應變化；隨 q值增加，進料位置上移；同時應改變回流比； ? xF減小，則 xD、 xW均減小，此時應增大回流比； ? q= q=1， 則 xD、 xW均減小，此時應增大回流比。原料組成為 ，飽和液體進料。單板效率反映某塊塔板上的傳質效果，常用于塔板性能研究中；總板效率反映全塔的平均傳質效果，常用于由理論板求實際塔板數(shù)的設計計算中，其影響因素較復雜，在塔設備中討論。 下一頁 上一頁 返回 間歇精餾 ?概述 ? 回流比恒定時的間歇精餾計算 ? 餾出液組成恒定時的間歇精餾計算 下一頁 上一頁 返回 概述 ? 1 特點 ? 非穩(wěn)態(tài)過程 ? 只有精餾段 ? 2 操作方式 ? 回流比恒定 ? 餾出液組成恒定 ? 二者組合 ? 3 應用 ? 處理量少，原料品種、組成、分離要求變化，多組分物系初步分離，獲得不同餾分等 下一頁 上一頁 返回 回流比恒定時的間歇精餾計算 ? 1 確定理論板層數(shù) ? 已知 F， xF ， xDm， xWe ? 選擇適宜回流比 ? 以初態(tài)為基準，設餾出液組成 xD1， 試差計算 ? （ 1）計算回流比 ? 進料熱狀況參數(shù)： q=1 下一頁 上一頁 1m i nDFFFxyRyx???m in( ~ 2)RR?? （ 2）圖解法確定理論板數(shù) 下一頁 上一頁 ? 2 確定瞬時 xD與 xW的關系 ? 采用作圖法 上一頁 下一頁 ? 3 確定 xD(或 xW)與餾出液或釜殘液量的關系 ? 圖解積分或數(shù)值積分 ? 4 一批操作的物料衡算 上一頁 下一頁 ln FWex Wxe D WdxFW x x? ??D F W??D m F WD x F x W x??FWDmF x W xxFW???? 5 一批操作的汽化量 ? 汽化速率通過塔釜的傳熱速率與混合液的潛熱計算 ( 1 )V R D??下一頁 上一頁 返回 餾出液組成恒定時的間歇精餾計算 ? 1 確定理論板層數(shù) ? 已知 F， xF ， xD， xWe ? 選擇適宜回流比 ? 以終態(tài)為基準 ? （ 1）計算回流比 ? 進料熱狀況參數(shù)： q=1 下一頁 上一頁 m in( ~ 2)RR?m i nD W eW e W exyRyx???? （ 2）圖解法求理論板數(shù) ? （ 3）確定瞬時 xW與 R的關系 ? 已知 R求 xW ? 已知 xW求 R 下一頁 上一頁 ? （ 4） 一批操作的汽化量 ? 例 1－ 14 將二硫化碳和四氯化碳混合液進行恒餾出液組成的間歇精餾。由于間歇精餾操作靈活性大，特別適于小批量，且原料組成變化較大的場合。 恒沸精餾與萃取精餾是通過加入第三組分使原溶液組分之間的相對揮發(fā)度增大，從而使采用常規(guī)精餾方法難以分離 (α接近于 1)和不能分離 (恒沸物， α＝ 1)的物系得到分離。 C， 查圖 1－ 44 ?K ?K ?K 1 1 2 2 3 3 2 . 0 5 0 . 2 0 . 9 6 0 . 5 0 . 5 0 . 3 1 . 0 4iy K x K x K x? ? ? ? ? ? ? ? ? ??上一頁 下一頁 ? 例 1－ 16 若將例 1－ 15中的液體混合物部分汽化，汽化壓強為 、 溫度為 135?C， 試求汽化率及氣液兩相組成。 下一頁 上一頁 ? 解：基準 F=100kmol/h 0 .0 0 4WCx ? 0 .0 0 4DDx ?i i iF D W??2 1 . 3 1 4 . 4 ( 1 0 . 8 0 . 0 0 4 ) 0 . 0 0 4D W D? ? ? ? ?0 . 9 9 6 4 6 . 5 0 . 0 0 4DW??100DW??4 6 .5 /D km o l h?5 3 .5 /W km o l h?上一頁 下一頁 ? 2）非清晰分割 ? 兩關鍵組分不是相鄰組分或相對揮發(fā)度相差不大 ? 所有組分均在塔頂和塔底出現(xiàn) ? 計算方法：亨斯特別克法 ? 兩點假設 ? 部分回流與全回流時，組分在塔頂和塔底的分配相同； ? 非關鍵組分的分配情況與關鍵組分也相同。原料液的組成及平均操作條件下各組分對重關鍵組分的相對揮發(fā)度列于本題附表 1。 上一頁 下一頁 2l g 0 . 2 0 6 l g h F lWlF h DxxnWm D x x??? ? ? ?????? ? ? ? ????? ? ? ? ????解：（ 1）最小回流比 4110ih F ii ihx q???? ? ? ???1 .3 0 6? ?4m i n11ih D ii ihxR ????????5 0 . 5 2 . 5 0 . 4 8 1 0 . 0 2 0 . 2 0 1 0 . 6 25 1 . 3 0 6 2 . 5 1 . 3 0 6 1 1 . 3 0 6 0 . 2 1 . 3 0 6? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?下一頁 上一頁 ?（ 2）求理論板數(shù) m in1 .5 1 .5 0 .6 2 0 .9 3RR? ? ? ?m i n0 . 4 8 0 . 4 8lg lg0 . 0 2 0 . 0 21 1 5 . 9l g l g 2 . 5lhhl DWlhxxxxN???? ? ? ? ??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?m i n 0 . 9 3 0 . 6 2 0 . 1 6 11 0 . 9 3 1RRR? ?????m in 2NNN? ??13N ?上一頁 下一頁 返回 。 ? 2 步驟 ? 確定關鍵組分 ? 物料衡算或亨斯特別克法估算產品組成，計算相對揮發(fā)度 ? 芬斯克方程計算最少理論板數(shù) ? 恩德伍德公式計算最小回流比，選擇適宜回流比 ? 吉利蘭圖求理論板數(shù) ? 確定進料板位置 下一頁 上一頁 簡捷法確定理論板層數(shù) ? 泡點進料的經驗公式 ? 例 1－ 19 在連續(xù)精餾塔中分離多組分混合液。操作壓強為 。若 C為輕關鍵組分，在釜液中的組成為（摩爾分率，下同）； D為重關鍵組分，在餾出液中的組成為 ，試估算其它組分在產品中的組成。 下一頁 上一頁 返回 多組分精餾 ? 流程方案的選擇 ? 多組分物系的氣液平衡 ? 關鍵組分的概念及各組分在塔頂和塔底產品中的預分配 ? 最小回流比 ? 簡潔法確定理論板數(shù) 上一頁 下一頁 返回 ? 1 精餾塔的數(shù)目 ?一般： n個組分，需要 n1個精餾塔 ?側線出料，塔數(shù)目可減少 ?間歇精餾，塔數(shù)目可減少 ? 2 流程方案的選擇 ? 保證產品質量，滿足工藝要求，生產能力大 ? 流程短，設備投資費用少 ? 耗能量低，收率高，操作費用低 ? 操作管理方便 ? 溶液的性質 ? 產品的質量要求 上一頁 下一頁 流程方案的選擇 三組分流程方案比較 下一頁 上一頁 返回 ? 1 理想系統(tǒng)的氣液平衡 ? 1）平衡常數(shù)法 ? 相對揮發(fā)度法 ? 基準組分：較難揮發(fā)的組分 j iiiyKx?0iiiiypKxP??00//i i i iijj j j jy x K pay x K p? ? ?1ij ii nij iiaxyax???1//i iji nij ijiyaxya???下一頁 上一頁 多組分物系的氣液平衡 ? 2 非理想系統(tǒng)的氣液平衡 ? 1）非理想氣體，理想溶液 ? 2）理想氣體，非理想溶液 ? 3）兩相均為非理想溶液 00i iLii iVyfKxf??0iiipKP??00i iLiiVfKf??下一頁 上一頁 ? 3 相平衡常數(shù)的應用 ? 1）泡點溫度及平衡氣相組成的計算 ? 2）露點溫度及平衡液相組成的計算 12 1ny y y? ? ??? ? ?11niiiKx???11niiy???12 1nx x x? ? ??? ? ?11niix???11nii iyK???上一頁 下一頁 ? 3）多組分溶液的部分汽化 F V L??F i i iF x V y L x??iiy Kx?111FiiiixyVF K K?????????下一頁 上一頁 ? 例 1－ 15 有一含正丁烷 ，正戊烷 （均為摩爾分率）的混合液，試求壓強為 104Pa時的泡點溫度及平衡的氣相組成 。 間歇精餾過程的計算依據(jù)與連續(xù)精餾相同，由于其非穩(wěn)態(tài)及無提餾段的特點。操作條件下物系的平衡數(shù)據(jù)列于本例附表 1中。 其典型提法是：在設備已知條件下 ， 當回流比R或加料組成變化時 ， 預測操作達到穩(wěn)態(tài)時的精餾結果 xD、 xW及各板上的組成分布 。物系平均相對揮發(fā)度 ，估算回流比。在操作條件下，平衡關系如附圖所示，要求塔頂組成為 ， 輕組分回收率為 90％，試求： (1)為達到分離要求所需要的回流比為多少 ? (2)若料液組成因故降為 ， 餾出率 D／ F及回流比與 (1)相同，塔