【正文】 2. 分離要求 05 . 0 025 . 0 , , ? ? W l D h x x 和物料分配 m N 均?。 幾個 ，解出 之間試差出幾個 揮發(fā)度不相鄰，可在 、 注意：若 m r h r l R HK LK ? ? ? , 例 3— 1 計算最小回流比 已知： 解： 由（ 3— 3b）試差 將 代入（ 3— 3a）得 306 . 1 ? m R 325 . 1 ? ? , , ?qxx DiFi325 . 1 ??返回 最少理論板數(shù)和組分分配 mNNR ??? 時， 特點： ★ F=D=W=0 ★ L=V； L/V=1 ★ 操作線方程： ★板效率 最高 i n i n x y , , 1 ? + 意義： ◆操作前的準備工作 ◆ 測出 m N 采用 Fenske方程 求最少理論板數(shù)，推導如下： ）（）（）（）（，板序由上向下分別表示二個不同組分、設BABABBAAAB xxyyxyxyBA????） （ ） （ ） （ 2 1 + ? ? n B A n B A y y x x 全回流）又 (,1,1 BnBnAnAn xyxy ?? ++?) 1 ( ( n B A n AB n B A x x y y ） （ ） （ ） ? ? 塊板：對于第 n用（ 1）、（ 2）式推導 Fenske方程 ： 設塔頂采用全凝器（板序由上向下）： DBABAABBAxxxxyyn）（）（）（））：（由（開始：從???11111?3 2 1 ） （ ） （ ） （ ） （ B A AB AB D B A y y x x ? ? ? ? 3 2 2 2 ） （ ） （ ） ）代入：（ 又將（ B A AB B A y y y y ? ? 2 2 2 1 ） （ ） （ ） ）：（ 又由（ B A AB B A x x y y ? ? 2 1 2 ） （ ） （ ） ）代入：（ 將（ B A AB D B A y y x x ? ? 以次類推： W B A N AB N AB AB AB D B A x x x x ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ? ? ? ? 1 2 1 ? ? L 方程——）（）（）（，省去“均”：表示由于全回流，用F ensk exxxxNNNABWBADBAmm83lg]l g [????W B A N AB D B A N N AB N AB AB AB AB x x x x ） （ ） （ ） 有：（ — 代入式中 — ） （ ） （ ） （ ） （ ） ?。? 均 均 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 2 1 L ）—（）（）（用摩爾濃度表示：83lg]l g [ABWBADBAmxxxxN??Fenske方程的各種形式： ）—（）（）（不用對數(shù)表示：123BmABAwdNwd??）—（）（）（量表示：用摩爾量、體積量、重113lg]l g [ABBAmwdwdN??Fenske方程說明： 為其汽相產(chǎn)品濃度比。 （圖 3— 9） 返回 最小回流比 1. 時，恒濃區(qū)出現(xiàn)的情況 塔中出現(xiàn)恒濃區(qū)時， ??? NRR meeeDmxyyxR???m R 恒濃區(qū) —— 精餾塔中全部濃度不變的區(qū)域 eDxWx xy恒濃區(qū) 二元精餾： 恒濃區(qū)： 一個，出現(xiàn)在 進料板 多元精餾： 定義： 頂釜同時出現(xiàn)的組分 —— 分配組分 只在頂或釜出現(xiàn)的組分 —— 非分配組分 一般： LK、 HK和中間關鍵組分為分配組分； 非關鍵組分可以是分配組分，也可以是非分配組分。 （圖 3— 7） ▼ 若無 HNK時： LK分別在二段出現(xiàn)兩個最高點， HK表現(xiàn)象 HNK。 提餾段： LNK迅速消失； HNK在再沸器中濃度最高，從釜向上幾 板下降較大，然后變化不大，一直延伸到 進料板。 ★ 濃度分布 ，原因是 引入的組分包含全部組成。 2. 流量分布、溫度分布、濃度分布復雜 ★流量分布 分子汽化潛熱相近，可視為 恒摩爾流 例：苯 — 甲苯物系 （圖 3— 4） 苯 — 甲苯 — 異丙苯物系 （圖 3— 5） 分子汽化潛熱不相近， V、 L有變化， 但 V/L變化不大 ★ 溫度分布 泡點與組成密切相關，溫度分布接近組成分布形狀。 不能重復！ 4. 關鍵組分的指定原則 由工藝要求決定 例： ABCD（按揮發(fā)度依次減少排列） 混合物分離 ◆ 工藝要求按 AB與 CD分開： 則： B為 LK； C為 HK ◆ 工藝要求先分出 A： 則： A為 LK； B為 HK 二、設計計算多組分精餾過程的復雜性 1. 確定后，頂釜濃度未確定 物料衡算確定頂釜濃度 j W D xi x , 二種方法： ★清晰分割法 假設 LNK全部從塔頂采出； 假設 HNK全部從塔釜采出。 ◆ 只有無 LNK，且 較大，塔頂可采出純 LK； 只有無 HNK，且 較大，塔釜可采出純 HK。 ih?2. 關鍵組分的特點 ◆ LK和 HK形成分離界線，且 越小， 分離越難。 i：揮發(fā)度大的組分，稱 輕關 鍵組分 ，表示： LK，下標： l j：揮發(fā)度小的組分，稱 重關 鍵組分 ，表示： HK，下標： h 精餾塔的任務： LK盡量多的進入塔頂餾出液； HK盡量多的進入塔釜釜液。 （ 3）上述兩項之和即為裝置的固定設計變量數(shù)。第三章 多組分多級 分離過程 分析與簡捷計算 多組分精餾： C2 —— 變量分析 3塔內(nèi)分布復雜 —— 過程分析 4計算 ? 簡捷法： FenskeUndewoodGilliland法 共沸精餾圖解法 萃取精餾簡化法 吸收因子法 逆流萃取集團法 ? 逐板法：嚴格計算（非本章內(nèi)容） 返回 第三章 多組分多級分離過程分析與簡捷計算 第一節(jié) 設計變量 第二節(jié) 多組分精餾過程 第三節(jié) 萃取精餾和共沸精餾 第四節(jié) 吸收和蒸出過程 第五節(jié) 萃取過程 第一節(jié) 設計變量 單元的設計變量 裝置的設計變量 返回 ?設計變量 ： 確定設計中已知變量 ?例如二元精餾： 可解出： N； … , , ,44FWA D BF x q Px x R— 固 有 的 個 變 量， ， ， 進 料 位 置— 規(guī) 定 個 變 量 對于復雜體系變量如何確定？ 確定變量數(shù)目—設計變量約束條件—系統(tǒng)中的變量數(shù)—設：CViCVNNNNN??iCV NNN ，如何確定?約束條件數(shù) ： 物料平衡式 能量平衡式 化學平衡式 其它相等條件 V N如何確定？ C V N N , ? 變量數(shù) ： 數(shù) 出 能進 數(shù) 出 功進 ） （ 換： 股物流，且有功、能交 若 物流數(shù)（一股） ） 自由度數(shù)（ 單相）： 任意單股物流（一股、 ) ( ) ( 2 2 1 2 + + + ? + ? + + ? ? + ? C N N N C C f N V V p V N 返回 單元的設計變量 ? 將復雜化工裝置分解成簡單單元，求 ： 42263221216300233+?+?+??+????+?+++???CCCeiNCCxxPPTTCeNCCeNNLiFiFFCV）（）（個個個等量關系：個能量衡算式：個物料衡算式：：）（物流數(shù)：e i N e i N 例 F F F P T x F , , , P T x L L , , , 1 1 P T x L L , , , 2 2 13431211?+?+???+?++??）（）（）（中分配器：例CCexNeiNeaNCCexN設計變量分： ● 固定設計變量 ： 進料物流變量和系統(tǒng)壓力 ●可調(diào)設計變量 ： 除 的其他變量 e a Ne x Ne x N往往對此感興趣！ 例 1343124)32()73(?+?+?+?++?+?+?+??）（）（）（其中：CCeaNCCexNCCCNeiLB F LA Q 73123)()2(+?++?++?CCCeN V）（數(shù)出熱進物流數(shù)方程 數(shù) 物料衡算 C 熱量衡算 1 相平衡 C 二相 T， P相等 2 2C+3 : e N C ? 可指定為平衡單元溫度 例 05212252)32()84(?+?++?+?+?+??eaNCCexNCCCNei）（其中：O V i V O L i L 84)2(4)2(+?+?+?CCCeN V 物流數(shù)方程 數(shù) 物料衡算 C 熱量衡算 1 相平衡 C 二相 T， P相等 2 2C+3 : e N C ?我把各種單元的設計變量歸納在表 3— 1中，你可以去查喲！ 設計變量真難！ 返回 裝置的設計變量 由單元設計變量確定： ucNrNeiNuiN式連接單元間物流產(chǎn)生等重復使用的單元數(shù)?+? ?u i N 重復使用一種為 1 前面進等于后面出 例 4. 簡單吸收塔（ N塊理論板串級） VN 1 N LN+1 L1 V0 變量數(shù)相等股汽、液流量為多次重復使用理論板：）（：—查表)1(:1)(525213?+??+??NNNCNNCNuCreiei∴ 吸收塔設計變量： 指定為理論板數(shù) 或關鍵組分吸收率 14222)2(52)]2(2)[1(1)52(???++?++?++?++?+??++??+??uxuiuauxNNNNCNCcNNCCNCNuCNrNeiNuiN）（每級壓力進料變量數(shù)其中：例 5. 簡單精餾塔 查表 3— 1： 2 M M+1 M+2 N F D W=L1 10C+N+27 C+4 再沸器 2C+(M1)+5 (M1)板平衡串級 3C+7 進料板 2C+ (NM1)+5 N(M+1)板平衡串級 C+4 回流分