【正文】 餾原理可概括為：分離依據(jù) (組分揮發(fā)度差異 )十工程手段 (回流 — 液 、 氣相回流 )＋多次 、 同時部分氣化和部分冷凝 → 實現(xiàn)高純度分離 。 39。 39。 39。 39。 下一頁 上一頁 返回 ? 1 全塔物料衡算 下一頁 上一頁 物料衡算和操作線方程 ? 總物料 ? 易揮發(fā)組分 ? 塔頂易揮發(fā)組分回收率 ? 塔底難揮發(fā)組分回收率 F D W??F D WF x D x W x??100%DFDxFx ?? ?? ?1 100%1WFWxFx? ??下一頁 上一頁 ? 例 1－ 4 每小時將 15000kg含苯 40％（質量％，下同）和甲苯 60％的溶液，在連續(xù)精餾塔中進行分離，要求釜殘液中含苯不高于 2％，塔頂餾出液中苯的回收率為 %。 ?解： 4 0 / 7 8 0 . 4 44 0 / 7 8 6 0 / 9 2Fx ???2 / 7 8 0 .0 2 3 52 / 7 8 9 8 / 9 2Wx ???0. 44 78 0. 56 92 85 .8 /FM k g k m ol? ? ? ? ?上一頁 下一頁 1 5 0 0 0 / 8 5 . 8 1 7 5 . 0 /F K m o l h??/ 0. 97 1DFDx Fx ? 175 ? ? ?175D W F? ? ?D W FD x W x F x??0 .0 2 3 5 1 7 5 0 .4 4DD x W? ? ?hk m o lD /? hk m o lW /? ?Dx 下一頁 上一頁 ? 2 精餾段操作線方程 1111n n DRy x xRR? ????上一頁 下一頁 LRD?? ?1V L DRD DRD??????? 3 提餾段操作線方程 139。39。m m WLWy x xL W L W? ????下一頁 上一頁 返回 ? 1 五種進料熱狀況 ? 冷液進料 ? 泡點進料 ? 氣液混合物進料 ? 飽和蒸汽進料 ? 過熱蒸汽進料 ? 原因：物料性質，工程實際 ? 2 進料熱狀況對塔內(nèi)氣液負荷的影響 上一頁 下一頁 進料熱狀況的影響 上一頁 下一頁 ? 冷液進料 泡點進料 ? 氣液混合物進料 飽和蒸汽進料 過熱蒸汽進料 L L FVV? ??? ?L L FVV? ??? ?下一頁 上一頁 LLV V F?????LLV V F?????L F LVV? ??? ?? 3 進料熱狀況參數(shù)的計算 1VFVLII k m o lqII????將 進 料 變 為 飽 和 蒸 汽 所 需 的 熱 量原 料 液 的 千 摩 爾 汽 化 潛 熱39。 ( 1 )V V q F? ? ?下一頁 上一頁 ? ?m p m p Fmr c t tqr???? 進料熱狀況參數(shù)的意義 ? 以 1kmol進料為基準時，提餾段中的液體流量較精餾段中液體流量增大的 kmol/h數(shù)，即為 q值。 ? 提餾段方程的另一種形式 ? 例 1－ 5 分離例 1－ 4中的溶液時，若進料為飽和液體，選用的回流比 R=， 試求提餾段操作線方程，并說明操作線的斜率和截距的數(shù)值。39。39。39。 操作線方程是物料衡算的數(shù)學表達式 ， 若回流比與進料狀態(tài)恒定 ， 并滿足恒摩爾流假設 ， 精餾段與提餾段操作線方程都是直線方程 。 下一頁 上一頁 返回 ? 1 逐板計算法 上一頁 下一頁 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 上一頁 ? 對飽和液體進料，若： ? 精餾段理論板數(shù)： n1 ?以下計算采用提餾段操作線，因為： ? （ 5） ? （ 6） ?結束： ?提餾段理論板數(shù)： m1 nFxx?39。39。39。2( 1 )yxy?????39。1m m WL qF Wy x xL qF W L qF W????? ? ? ?11Fxqyxqq????上一頁 下一頁 ?（ 4）進料熱狀況對 q線及操作線的影響 下一頁 上一頁 上一頁 下一頁 ? 2）圖解方法 下一頁 上一頁 ? 3）適宜的進料位置 上一頁 下一頁 ? 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 。試用圖解法求以下兩種進料情況時的理論板層數(shù)及加料板位置。 已知數(shù)據(jù)如下：操作條件下苯的汽化熱為389kj/kg； 甲苯的汽化熱為 360kj/kg。 ?解： C?下一頁 上一頁 ? （ 1） 20176。 當計算中的液相濃度近似等于進料組成時 ，要更換提餾段操作線方程 ， 而這塊理論板便是最佳加料板 。 ? 進料熱狀態(tài) q會影響提餾段操作線位置，進而影響為完成規(guī)定分離要求所需的理論板數(shù)及加料板位置。 上一頁 下一頁 返回 ? 1 全回流和最少理論板數(shù) ? （ 1）全回流的特點 ? 操作線與對角線重合 ? 理論板數(shù)最少 ? 沒有進料、沒有產(chǎn)品 ? （ 2）應用 ?工廠開工階段，使系統(tǒng)盡快達到穩(wěn)態(tài) ?科學研究，測定塔板效率 上一頁 下一頁 回流比的影響及其選擇 0LLRD? ? ? ?? (3)理論板層數(shù)的計算 ? 上兩式稱為芬斯克方程式 上一頁 下一頁 m inlg1lgABBADWmxxxxN???? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?????m in1lg11lgWDDWmxxxxN??? ???? ??? ??????? ??????? 2 最小回流比 ? 1）恒濃區(qū)（夾緊區(qū)） d點稱為夾緊點 ? 2）求法 ?（ 1）作圖法 ?正常的平衡曲線： q線與平衡線的交點 下一頁 上一頁 m i nm i n 1DqDqxyRR x x???? ? 不正常的平衡線：切線與 q線的交點 上一頁 下一頁 m i nm i n 1DdDdxyRR x x???? ? （ 2）解析法（理想物系） 11Fxqyxqq????1 ( 1 )xyx?????上一頁 下一頁 ? 3 適宜回流比的選擇 ? 1）確定原則 ? 操作費用：加熱、冷卻介質消耗量； ? 設備費用：投資、折舊。 ( 1 )V V q F? ? ?下一頁 上一頁 ? 2）經(jīng)驗值 ? 例 1－ 8 根據(jù)例 1－ 6的數(shù)據(jù)，試求實際回流比為最小回流比的倍數(shù)。 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 上一頁 ? 例 1－ 8 利用例 1－ 7的結果，用簡潔法重算例 1－ 6中氣液混合物進料時的理論板數(shù)和加料板位置。 解： 0. 97 5Dx ? ? ?? m in 2. 11R ?上一頁 下一頁 ? （ 1）平均相對揮發(fā)度 ?（ 2）全塔理論板數(shù) 00104 2 . 640ADBpp? ? ? ?1 4 6 .7 2 .4 560F? ??2 2 6 . 6 2 . 3 39 7 . 3W? ??2 . 6 2 . 3 3 2 . 4 6m D W? ? ?? ? ? ?39。DFDFmxxxxN???? ? ? ????? ? ? ??? ? ? ?????0 . 9 7 5 1 0 . 4 4lg1 0 . 9 7 5 0 . 4 4 1 3 . 2 2l g 2 . 5 2? ? ?? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ???? ? ?m in ? ?? 2 72NN? ?? ?下一頁 上一頁 返回 ? 1 直接蒸汽加熱 10039。m m WWWy x xVV???W操 作 線 過 點 （ x ,0 ）下一頁 上一頁 幾種特殊情況下理論板層數(shù)的求法 下一頁 上一頁 ? 例 1－ 9 在常壓連續(xù)精餾塔中，分離甲醇－水混合液。 分別寫出間接蒸汽加熱和直接蒸汽加熱時的操作線方程并對兩種加熱方式予以比較。 ? 分段計算： i個側線有 i+1段。兩股原料液的流量之比為 F1/F2=， 均為飽和液體進料。若要求餾出液組成為 ，釜液組成為 ，試求理論板層數(shù)及兩股原料液的進料板位置 常壓下乙醇－水溶液的平衡數(shù)據(jù)見附表。39。39。39。39。39。39。39。39。39。它們分別從適宜位置加入精餾塔中。在操作條件下兩組分的相對揮發(fā)度為 ，試求該精餾過程的最小回流比。 適宜回流比應在全回流與最小回流比之間選取 ， 這是一個經(jīng)濟上的優(yōu)化問題 ， 即存在最佳回流比 ， 其優(yōu)化目標是使精餾的操作費與設備折舊費之和為最小 。 雖然由于直接水蒸氣對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)省了一個間接加熱設備 ， 因而在經(jīng)濟上是合算的 。 由于設置側線改變了側線以上 (如為汽相采出 )的汽相流率 ， 或側線以下 (如為液相采出 )的液相流率 ， 因而受其影響的各有關塔段的操作線可通過物料衡算導出 。 下一頁 上一頁 返回 ? 1 塔高的計算 ? 1）板式塔有效高度計算 ? 2）塔板效率 ?（ 1）總板效率 ?影響因素：物系性質，塔板結構，操作條件 下一頁 上一頁 塔高和塔徑的計算 100%TTPNEN??? ?1PTZ N H???估算方法 – –經(jīng)驗計算法 下一頁 上一頁 ? ? 0 . 2 4 50 . 4 9TLE ?? ?? ?（ 2）單板效率 下一頁 上一頁 11nnMVnnyyEyy??????11nnMLnnxxExx?????? ?（ 3）點效率 ? 3）填料塔填料層高度的計算 ?傳質單元法 ?等板高度法 下一頁 上一頁 11*n