【正文】 ?? VLVLFVIILIVLIFI ??????液汽呈飽和狀態(tài) ，且相鄰板的溫度及組成相差不大 。 65兩組分連續(xù)精餾的計算 LFV ILLFIIVV )39。 變量增多使得該板計算所需相關(guān)方程數(shù)增加， 其基本計算式仍由三個衡算式和相平衡關(guān)系式組成 。 65兩組分連續(xù)精餾的計算 提餾操作線： c點： y =x= xW 斜率： L’/V’ 截距： WxW /V’ 精餾操作線： a點： y =x= xD 斜率： R/(R+1) 截距： xD /(R+1) 111 ????? RxxRRy DnnVWxxVLy Wmn ?????? ’1x y 0 xD a b xW c d e 1?RxDVWxW??四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 55/113 167。 65兩組分連續(xù)精餾的計算 以單位時間為衡算基準(zhǔn)，范圍： V ＇ym + 1L ＇xnmm + 1V ＇ , yWW , xWL ＇總物料 易揮發(fā)組分 Wmm WxyVxL ?????? ? 1WVL ????Wmm xVWxVLy???????? 1Wmm xWLWxWLLy?????????? 1在提餾段內(nèi) , V’ = L’ – W, 代入上式 提餾段操作線方程 在一定的操作條件下，該式在 xy直角坐標(biāo)圖上為直線，過 (XW,XW） 點。 在一定的操作條件下，該式在 xy直角坐標(biāo)圖上為直線，其斜率：R /（ R+1） ， 截距： xD / (1+R)。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 52/113 167。如果塔頂產(chǎn)品采出率取得過大，即使精餾塔有足夠的理論板層數(shù)也達(dá)不到分離要求。 WDF ??總物料： WDF WxDxFx ??輕組分： WDWFxxxxFD ??WDFD1xxxxFDFW?????塔頂輕組分回收率： %100FD ??FxDx?塔底重組分回收率： %100)1( )1(FW ???? xF xW?注意： 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 51/113 167。 652 物料衡算與操作線 一、全塔物料衡算 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 50/113 167。 xF、 xD、 xW：進(jìn)料、餾出液、釜殘液的組成（易揮發(fā)組分的摩爾分率）； F、 D、 W：進(jìn)料、餾出液、釜殘液的流量（ kmol/h）。 恒摩爾流假定的引入 ， 使得連續(xù)精餾過程基本計算式中的變量減少 ， 所需方程數(shù)減少 ， 過程的計算大大簡化 。 65兩組分連續(xù)精餾的計算 由推導(dǎo)過程可知 ， 恒摩爾流假設(shè)只適用于被分離組分的 沸點和汽化潛熱 相差不大 、 保溫良好的情況 。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 48/113 第五節(jié) 兩組分連續(xù)精餾的計算 151 理論板的概念及恒摩爾流假定 一、理論板的概論 理論板：離開該塔板的蒸汽和液體成平衡的塔板，即組成 yn與 xn成平衡關(guān)系的塔板，并且兩相溫度相等。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 46/113 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 47/113 167。 若塔頂沒有液相回流，或是塔底沒有再沸器產(chǎn)生蒸汽回流，則塔板上的氣液傳質(zhì)就缺少了相互作用的一方，也就失去了塔板的分離作用。 回流包括塔頂?shù)囊合嗷亓髋c塔釜部分汽化造成的氣相回流 。 提餾段 ：下降液體 （ 包括回流液和料液中的液體部分 ） 中的輕組分向汽相 （ 回流 ） 傳遞 ， 而汽相中的重組分向液相傳遞， 從而完成 下降液體重組分的提濃 。 242精餾流程 冷凝水進(jìn)料加熱蒸汽回流液去貯槽殘液?連續(xù)精餾流程 ?間歇精餾流程 精餾段、提餾段 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 44/113 142 精餾操作流程示意圖： 1?mm2mmyV ??,mmxL ??,11, ?? ?? mm yVNN yV ??,NNxL ??,NNxL ??,11,yV11,yV22,yVnn yV,11, ?? nn yV11,xL22,xLnn xL,全凝器DxD,餾出液DxL,回流液精餾段12n1?nFxF,)(液原料 加料板1提餾段N再沸器WyV,?上升蒸汽WxW,釜殘液四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 45/113 167。 原理：在塔內(nèi)，對汽、液兩相 同時 進(jìn)行 多次部分冷凝 和多次部分汽化 。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 42/113 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 43/113 167。 進(jìn)入第 n板的汽液兩相是不平衡的。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 40/113 BA5t4t3t2t1t3x 2x 1x 1y2y mx 1x Fx 1y ny3ynn yV,11, ?? nn yV22,yV nL11,yV 1?nL2LFxF,2V?1??mV11,xL?mV?22,xL?11, ??? mm xLmmxL,?A四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 41/113 167。 64 精餾原理和流程 精餾過程正是這二者的有機(jī)結(jié)合。 641 精餾過程原理和條件 在一定壓力下 ， 將混合蒸汽 連續(xù)進(jìn)行多次部分冷凝 ， 蒸汽相的組成沿 tx(y) 相圖的露點線變化 ， 結(jié)果可得到難揮發(fā)組分 （ 重組分 ）含量很低而易揮發(fā)組分（ 輕組分 ） 摩爾分?jǐn)?shù) y 很高的蒸汽 。如何利用兩組分揮發(fā)度的差異實現(xiàn)連續(xù)分離 ? 高純度產(chǎn)品，是我們在本節(jié)要討論的基本內(nèi)容。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 38/113 167。若將全過程的氣相產(chǎn)物冷凝后匯集一起，則餾出液的平均組成及數(shù)量可對全過程的始末作物料衡算而求出。 63平衡蒸餾和簡單蒸餾 ?若 y=mx，則 21ln11ln xxmWF ?? 原料量 F及原料組成 x1一般已知，當(dāng)給定 x2即可聯(lián)立上式求出殘液量 W。 63平衡蒸餾和簡單蒸餾 輕組分： ? ?? ? y d DdxxdLLLx ????組 分量易 揮時 刻蒸 餾 釜中發(fā)t發(fā)組 分量的易蒸出揮時刻dtt ?組 分量易 揮時 刻塔 頂發(fā)dtt ?xydxLdL???若 xy平衡關(guān)系用曲線或表格表示，則應(yīng)用圖解積分法或數(shù)值積分。 三 .過程計算 L,xytL+dL,x+dxy,dDt+dt總： dD +L +dL=L ?dD = dL 物料衡算：任一瞬間， y~x滿足平相衡。 當(dāng)料液組成為 x1時，所得餾出液最高組成為 y1。 63平衡蒸餾和簡單蒸餾 釜液量 ?全部汽化 ? 全部冷凝 ? 最終釜液量 W=0，則達(dá)不到分離的目的。 167。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 33/113 167。在恒定壓力下，將蒸餾釜中的溶液加熱至沸騰，并使液體不斷汽化，產(chǎn)生的蒸汽隨即進(jìn)入冷凝器中冷凝，冷凝液用多個罐子收集。 63平衡蒸餾和簡單蒸餾 四 .汽液平衡關(guān)系 )()1(1 xftxaaxy e ???? 和 P確定平衡曲線 x~y線及te~x線； 算 q， q線，與 x~y線相交； x坐標(biāo)確定 te。 ℃ ； tf：原料液的溫度， ℃ ； T：通過加熱器后原料液的溫度， ℃ )( fp tTFcQ ??對閃蒸罐： r: 汽化潛熱， KJ/kmol； te：平衡溫度， ℃ 。 范圍：整個設(shè)備；基準(zhǔn)： 1h 輕組分： FxF = Dy + Wx 總物料： F=D+W 液化率： q=W/F 11 ???? qxxqqy F t B A xW xF yD x 或 y 二 .物料衡算 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 30/113 167。 計算內(nèi)容：通常給定 F、 xF和分離要求（ y、 x)或 (W、 x)） ?確定 D、W或 D、 y?確定 P ?操作溫度 te ?換熱器熱負(fù)荷。 631平衡蒸餾 F(kmol/h) xF x F, y, x： 摩爾分率 W(kmol/h) x D(kmol/h) y 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 29/113 167。 62 兩組分溶液的汽液平衡 最大負(fù)偏差溶液： 有最高恒沸物 t~y t~x 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 28/113 167。 一、具有一般正負(fù)偏差的實際物系 二、具有最大正偏差的實際物系 三、具有最大負(fù)偏差的實際物系 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 26/113 167。 P— x圖， Pmax{PA0， PB0}max； t— x(y)圖出現(xiàn)最低點，最低恒沸點； x— y圖中，平衡曲線與對角線相交。 在 P— x(y)圖中， PB0PPA0、液相線不是直線。 62 兩組分溶液的汽液平衡 氣相應(yīng)采用逸度表示。實際溶液中以正偏差溶液為多。 612 兩組分非理想物系的汽 —— 液平衡 幾種情況： 1）氣相為理想氣體，液相為非理想溶液； 2）液相為理想溶液，氣相為非理想氣體； 3）液相為非理想溶液，氣相為非理想氣體。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 24/113 167。 通常，精餾過程是在接近等壓的條件下進(jìn)行，所以等壓圖是精餾過程中常用的，尤其是 xy圖，常用它來說明兩組分混合物精餾過程的計算。若 xy線與對角線重合，則不能用精餾方法分離。 62 兩組分溶液的汽液平衡 對易揮發(fā)組分，因為 yAxA ，所以 xy線均在對角線上方。 若為二元理想溶液， txy圖可利用計算方法求得： ? xy圖