【正文】 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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(yè) 上一頁(yè) ?（ 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(yè) 下一頁(yè) 返回 。 ? 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。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。操作壓強(qiáng)為 。 下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 解：基準(zhǔn) 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(yè) 下一頁(yè) ? 2）非清晰分割 ? 兩關(guān)鍵組分不是相鄰組分或相對(duì)揮發(fā)度相差不大 ? 所有組分均在塔頂和塔底出現(xiàn) ? 計(jì)算方法：亨斯特別克法 ? 兩點(diǎn)假設(shè) ? 部分回流與全回流時(shí)，組分在塔頂和塔底的分配相同； ? 非關(guān)鍵組分的分配情況與關(guān)鍵組分也相同。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。 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。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 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(guān)鍵組分的概念及各組分在塔頂和塔底產(chǎn)品中的預(yù)分配 ? 最小回流比 ? 簡(jiǎn)潔法確定理論板數(shù) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? 1 精餾塔的數(shù)目 ?一般： n個(gè)組分，需要 n1個(gè)精餾塔 ?側(cè)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(chǎn)品質(zhì)量，滿足工藝要求，生產(chǎn)能力大 ? 流程短，設(shè)備投資費(fèi)用少 ? 耗能量低，收率高，操作費(fèi)用低 ? 操作管理方便 ? 溶液的性質(zhì) ? 產(chǎn)品的質(zhì)量要求 上一頁(yè) 下一頁(yè) 流程方案的選擇 三組分流程方案比較 下一頁(yè) 上一頁(yè) 返回 ? 1 理想系統(tǒng)的氣液平衡 ? 1）平衡常數(shù)法 ? 相對(duì)揮發(fā)度法 ? 基準(zhǔn)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(yè) 上一頁(yè) 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(yè) 上一頁(yè) ? 3 相平衡常數(shù)的應(yīng)用 ? 1）泡點(diǎn)溫度及平衡氣相組成的計(jì)算 ? 2）露點(diǎn)溫度及平衡液相組成的計(jì)算 12 1ny y y? ? ??? ? ?11niiiKx???11niiy???12 1nx x x? ? ??? ? ?11niix???11nii iyK???上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 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(yè) 上一頁(yè) ? 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(qiáng)為 104Pa時(shí)的泡點(diǎn)溫度及平衡的氣相組成 。 恒沸精餾與萃取精餾是通過(guò)加入第三組分使原溶液組分之間的相對(duì)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。 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)。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。操作條件下物系的平衡數(shù)據(jù)列于本例附表 1中。 下一頁(yè) 上一頁(yè) 返回 間歇精餾 ?概述 ? 回流比恒定時(shí)的間歇精餾計(jì)算 ? 餾出液組成恒定時(shí)的間歇精餾計(jì)算 下一頁(yè) 上一頁(yè) 返回 概述 ? 1 特點(diǎn) ? 非穩(wěn)態(tài)過(guò)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(yīng)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(yè) 上一頁(yè) 返回 回流比恒定時(shí)的間歇精餾計(jì)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(zhǔn)，設(shè)餾出液組成 xD1， 試差計(jì)算 ? （ 1）計(jì)算回流比 ? 進(jìn)料熱狀況參數(shù)： q=1 下一頁(yè) 上一頁(yè) 1m i nDFFFxyRyx???m in( ~ 2)RR?? （ 2）圖解法確定理論板數(shù) 下一頁(yè) 上一頁(yè) ? 2 確定瞬時(shí) xD與 xW的關(guān)系 ? 采用作圖法 上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 3 確定 xD(或 xW)與餾出液或釜?dú)堃毫康年P(guān)系 ? 圖解積分或數(shù)值積分 ? 4 一批操作的物料衡算 上一頁(yè) 下一頁(yè) 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(guò)塔釜的傳熱速率與混合液的潛熱計(jì)算 ( 1 )V R D??下一頁(yè) 上一頁(yè) 返回 餾出液組成恒定時(shí)的間歇精餾計(jì)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(zhǔn) ? （ 1）計(jì)算回流比 ? 進(jìn)料熱狀況參數(shù)： q=1 下一頁(yè) 上一頁(yè) 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(shí) xW與 R的關(guān)系 ? 已知 R求 xW ? 已知 xW求 R 下一頁(yè) 上一頁(yè) ? （ 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(jìn)行恒餾出液組成的間歇精餾。 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 。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。物系平均相對(duì)揮發(fā)度 ，估算回流比。原料組成為 ，飽和液體進(jìn)料。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。 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。 3 6 0 9 2 3 3 1 2 0 /V W L WI I r k J k m o l? ? ? ? ?74 0 8 3 3 1 2 0 1 . 3 5 1 0 /BQ k J k g? ? ? ? 10 6120 /2205BhQW k g hr?? ? ?上一頁(yè) 下一頁(yè) ? 3 精餾過(guò)程的節(jié)能 ? 合理的回流比 ? 利用余熱 ? 優(yōu)化控制 ? 減小有效能損失 ? 1）熱泵精餾 ? 2）多效精餾 ? 3）設(shè)置中間再沸器 和中間冷凝器 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? 1 影響精餾操作的主要因素簡(jiǎn)析 ? 1）物料平衡的影響和制約 ? xD與 xW