【正文】 71RRR? ??上一頁(yè) 下一頁(yè) ? （ 3）精餾段理論板數(shù) m i n1lg11l g 39。 ? 1）多股加料 ?中間段操作線方程 ? q線方程：與單股進(jìn)料相同 ?最小回流比：取大者 上一頁(yè) 下一頁(yè) 111DFssD x F xLyxVV??? ????? ??? 例 1－ 10 在常壓連續(xù)精餾塔中，分離乙醇－水溶液，組成為 xF1= xF2=被送到不同的塔板，進(jìn)入塔內(nèi)。V F L D? ? ?1 1 139。 39。要求餾出液組成為 ，釜液組成為 。 求解理論板數(shù)的方法與普通精餾塔一樣 ， 只是算出側(cè)線板的組成應(yīng)與所要求的側(cè)線產(chǎn)品組成一樣 ． 否則需改變回流比加以調(diào)整 。 C及 35 176。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 精餾塔的操作與調(diào)節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 2） 回流比的影響 ? 實(shí)際生產(chǎn)中通常采用改變回流比來(lái)調(diào)節(jié)、控制產(chǎn)品質(zhì)量 ? R增大，塔內(nèi)氣液負(fù)荷增大，若超過(guò)允許值，應(yīng)減小原料液流量 ? R增大，冷凝器、再沸器熱負(fù)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(yè) 上一頁(yè) ? 3）進(jìn)料組成和進(jìn)料熱狀況的影響 ? 進(jìn)料組成變化，進(jìn)料位置也要相應(yīng)變化；組成增大，進(jìn)料位置上移，組成降低，進(jìn)料位置下移； ? 進(jìn)料熱狀況變化，進(jìn)料位置也要相應(yīng)變化；隨 q值增加，進(jìn)料位置上移；同時(shí)應(yīng)改變回流比； ? xF減小，則 xD、 xW均減小，此時(shí)應(yīng)增大回流比； ? q= q=1， 則 xD、 xW均減小，此時(shí)應(yīng)增大回流比。單板效率反映某塊塔板上的傳質(zhì)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(zhì)效果，常用于由理論板求實(shí)際塔板數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，其影響因素較復(fù)雜，在塔設(shè)備中討論。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(chǎng)合。 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(yè) 下一頁(yè) ? 例 1－ 16 若將例 1－ 15中的液體混合物部分汽化，汽化壓強(qiáng)為 、 溫度為 135?C， 試求汽化率及氣液兩相組成。原料液的組成及平均操作條件下各組分對(duì)重關(guān)鍵組分的相對(duì)揮發(fā)度列于本題附表 1。 ? 2 步驟 ? 確定關(guān)鍵組分 ? 物料衡算或亨斯特別克法估算產(chǎn)品組成，計(jì)算相對(duì)揮發(fā)度 ? 芬斯克方程計(jì)算最少理論板數(shù) ? 恩德伍德公式計(jì)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(jìn)料板位置 下一頁(yè) 上一頁(yè) 簡(jiǎn)捷法確定理論板層數(shù) ? 泡點(diǎn)進(jìn)料的經(jīng)驗(yàn)公式 ? 例 1－ 19 在連續(xù)精餾塔中分離多組分混合液。若 C為輕關(guān)鍵組分，在釜液中的組成為（摩爾分率，下同）； D為重關(guān)鍵組分，在餾出液中的組成為 ，試估算其它組分在產(chǎn)品中的組成。 間歇精餾過(guò)程的計(jì)算依據(jù)與連續(xù)精餾相同，由于其非穩(wěn)態(tài)及無(wú)提餾段的特點(diǎn)。 其典型提法是：在設(shè)備已知條件下 ， 當(dāng)回流比R或加料組成變化時(shí) ， 預(yù)測(cè)操作達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的精餾結(jié)果 xD、 xW及各板上的組成分布 。在操作條件下，平衡關(guān)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(dá)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，塔頂產(chǎn)品組成及回收率有何變化 ? (3)若料液組成降為 ， 但要求塔頂產(chǎn)品組成及回收率不變，回流比應(yīng)為多少 ? 上一頁(yè) 下一頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 2 精餾塔的產(chǎn)品質(zhì)量控制和調(diào)節(jié) ? 一般通過(guò)控制溫度調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量； ? 靈敏板：溫度變化最顯著的那塊板。 假設(shè)熱損失可忽略。39。 下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 2）側(cè)線出料 ? 飽和液體或飽和蒸汽 ?獲得不同餾分的產(chǎn)品 ?中間段操作線方程 下一頁(yè) 上一頁(yè) 1 1 1 2 2s s D DV y L x D x D x??? ??? ? ?1 1 2 21 DDss D x D xLyxVV??? ????? ??? ?1V V R D?? ? ? ?2 1 2L L D RD D?? ? ? ? ?? ? ? ?1 2 1 1 2 21 1111 DDssR D D D x D xyxR D R D??????? ? 第 5講小結(jié) – 回流比是精餾操作的重要參數(shù) ， 為完成規(guī)定分離要求 ， 全回流時(shí)所需理論板數(shù)最少；在最小回流比下操作時(shí) ， 需要無(wú)窮塊理論板 。DFssD x F xLyxVV????下一頁(yè) 上一頁(yè) 139。 39。操作回流比為 2。39。 ( 1 )V L D R D? ? ? ? 39。 苯－甲苯混合液的氣液平衡數(shù)據(jù)及 txy圖見(jiàn)例 1－ 1和圖 1－1。 22 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。 ? 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。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。 39。 ? 平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾的比較 ? 原因：平衡蒸餾造成物料的返混 下一頁(yè) 上一頁(yè) 返回 平衡蒸餾 簡(jiǎn)單蒸餾 y= y= 精餾原理和流程 ?精餾 rectification ? 精餾過(guò)程原理和條件 ? 精餾操作流程 下一頁(yè) 上一頁(yè) 返回 上一頁(yè) 下一頁(yè) 精餾過(guò)程原理和條件 11Fy x x??兩 相 的 量 由 杠 桿 定 律 確 定3 2 1y y y??3 2 1x x x? ? ???原理：多次部分汽化，多次部分冷凝 工程實(shí)現(xiàn)面臨的問(wèn)題 設(shè)備龐雜 能量消耗大 產(chǎn)生中間餾分使產(chǎn)品收率低 改進(jìn) 用一個(gè)設(shè)備：塔（板式塔，填料塔） 冷凝放出的熱用于汽化需要的熱 塔頂引入液相回流，塔底引入氣相回流 下一頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 11,n n n ny y x x????11nntt???1 2 1...... nny y y y ?? ? ? ?1 2 1...... nnx x x x?? ? ? ?1 2 1 1...... n n nt t t t t??? ? ? ? ? ? 精餾過(guò)程原理及條件 –理論依據(jù)：揮發(fā)度不同 –工程手段：精餾塔，塔頂液相回流，塔底氣相回流 –傳熱傳質(zhì)：多次、同時(shí)進(jìn)行氣相的部分冷凝和液相 的部分汽化 –結(jié)果：實(shí)現(xiàn)高純度的分離 ? 理論板：離開(kāi)該板的氣液兩相達(dá)到平衡狀態(tài)。 而當(dāng) α＝ l時(shí) ， 由于平衡氣 、 液相濃度相等 ，即 y＝ x， 則不能采用普通蒸餾法將此物系進(jìn)行分離 。該溶液可視為理想溶液。 ? 在恒壓下 ， 氣 — 液相平衡關(guān)系是 txy及 xy關(guān)系 。在恒沸點(diǎn)組成下 y＝ x， 即 α＝ 1， 普通蒸餾法不能越過(guò)此點(diǎn)。 其計(jì)算途徑是聯(lián)立求解物料衡算 、 熱量衡算和相平衡方程 。 39。39。39。 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。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 。 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 。 0 . 5 4 5 8 2 7 0 . 5 9 1 4 2 2 0 . 0 0 2 7 4 3 /Y X X? ? ?m in1RRXR???m in2NNYN???0 .0 1 0 .9X??下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 例 1－ 8 利用例 1－ 7的結(jié)果，用簡(jiǎn)潔法重算例 1－ 6中氣液混合物進(jìn)料時(shí)的理論板數(shù)和加料板位置。 分別寫出間接蒸汽加熱和直接蒸汽加熱時(shí)的操作線方程并對(duì)兩種加熱方式予以比較。39。39。39。 雖然由于直接水蒸氣對(duì)塔釜起一定稀釋作用 ， 而使提餾段的塔板數(shù)有所增加 ， 但是 ，由于這種加熱方式可以采用低壓水蒸氣作為加熱劑 ，并節(jié)省了一個(gè)間接加熱設(shè)備 ， 因而在經(jīng)濟(jì)上是合算的 。已知數(shù)據(jù)如下：（ 1）原料液流量為15000kg/h。( )B V W L WQ V I I??39。餾出液組成 ，釜液 。原料液量為 50kmol， 組成為（摩爾分率，下同），餾出液組成為 ，釜液組成達(dá)到 ，設(shè)最終階段操作回流比為最小回流比的 ，試求 ： （ 1）理論板數(shù)；（ 2）汽化總量。二種分離方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，選用時(shí)應(yīng)針對(duì)具體物系加以綜合分新，以決定取舍。 ? 計(jì)算公式 lhhl DWWD?lglg ??????????????????ihhi DWWD?lglg ??????????????????? 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 圖解試差 ? （ 1） ? （ 2）連 a、 b兩點(diǎn)，其它組分的分配點(diǎn)比落在 ab或其延長(zhǎng)線上 ???????????????hhlhhl WDWD?? lglglglghhihhi WDWD?? lglglglg?????????????? ,lh h hlhDDaWW??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?、 b下一頁(yè) 上一頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 例 1－ 18 在連續(xù)精餾塔中，分離本例附表 1所示的液體混合物