第六章

蒸餾

Distillation一、理論板及恒摩爾流二、物料衡算和操作線三、理論塔板層數(shù)的求法四、幾種特殊情況時(shí)理論板數(shù)的求法五、回流比的影響及其選擇六、理論板數(shù)的捷算法七、實(shí)際塔板數(shù)、塔板效率八、精餾裝置的熱量衡算第五節(jié)

兩組分連續(xù)精餾的

計(jì)算

2022/11/151第六章

蒸餾

Distillation一、理論板及恒摩爾流雙組份連續(xù)精餾的計(jì)算

１．確定產(chǎn)品的流量和組成.

２．選擇或確定適宜的操作條件。

３．確定精餾塔的類型,如選擇板式塔或填料塔.根據(jù)塔型,計(jì)算理論板層數(shù)或填料層高度.

４．確定塔高和塔徑和其他尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)驗(yàn)算。

５．計(jì)算冷凝器和再沸器的熱負(fù)荷,并確定兩者的類型和尺寸.（本章的核心內(nèi)容）雙組分連續(xù)精餾塔的工藝計(jì)算主要包括以下內(nèi)容：2022/11/152雙組份連續(xù)精餾的計(jì)算１．確定產(chǎn)品的流量和組成.（本章的核一、理論板及恒摩爾流1、理論板的概念（1）理論板

離開這種板的氣液兩相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。（yn與xn之間的關(guān)系）（2）操作關(guān)系

yn+1與xn之間的關(guān)系。

2、恒摩爾流假定（簡(jiǎn)化計(jì)算）（1）精餾段2022/11/153一、理論板及恒摩爾流1、理論板的概念2022/11/113（2）提餾段

（3）恒摩爾流假設(shè)成立的條件（1）各組分的摩爾汽化潛熱相等；

（2）氣液接觸時(shí)因溫度不同而交換的顯熱可以忽略；

（3）塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略。

2022/11/154（2）提餾段（3）恒摩爾流假設(shè)成立的條件2022/11二、物料衡算和操作線方程1、全塔物料衡算

對(duì)總物料：

對(duì)于易揮發(fā)組分：

2022/11/155二、物料衡算和操作線方程1、全塔物料衡算對(duì)總物料：對(duì)于易塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進(jìn)料量中易揮發(fā)組分的百分?jǐn)?shù)。塔底難揮發(fā)組分回收率：

2022/11/156塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進(jìn)料量中2、精餾段操作線方程

對(duì)總物料：

對(duì)易揮發(fā)組分：

2022/11/1572、精餾段操作線方程對(duì)總物料：對(duì)易揮發(fā)組分：2022/——回流比

——精餾段操作線方程2022/11/158——回流比——精餾段操作線方程2022/11/1183、提餾段操作線方程

對(duì)總物料：

對(duì)易揮發(fā)組分：

2022/11/1593、提餾段操作線方程對(duì)總物料：對(duì)易揮發(fā)組分：2022/提餾段操作線方程：2022/11/1510提餾段操作線方程：2022/11/1110

例：用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41%（質(zhì)量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔頂產(chǎn)品中含苯不低于97.5%，塔底產(chǎn)品中含甲苯不低于98.2%，每小時(shí)處理的原料量為8570kg。操作回流比為3，試計(jì)算：（1）塔頂及塔底的產(chǎn)品量；（2）精餾段上升蒸汽量及回流液量；分析：求W、D全塔物料衡算求xF、xW、xD求V、L已知R精餾段物料衡算2022/11/1511例：用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41%解：

（1）產(chǎn)品量

2022/11/1512解：（1）產(chǎn)品量2022/11/1112(2)上升蒸汽量及回流量

精餾段：

2022/11/1513(2)上升蒸汽量及回流量精餾段：2022/11/11135、進(jìn)料熱狀況對(duì)操作的影響

1）定義式對(duì)加料板進(jìn)行物料衡算：

2022/11/15145、進(jìn)料熱狀況對(duì)操作的影響對(duì)加料板進(jìn)行物料衡算：2022（5種進(jìn)料熱狀況下的汽液流量的關(guān)系

2022/11/1515（5種進(jìn)料熱狀況下的汽液流量的關(guān)系2022/11/1115（1）對(duì)于冷液進(jìn)料

（a）

（2）對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料（b）

（3）汽液混合物進(jìn)料（c）

2022/11/1516（1）對(duì)于冷液進(jìn)料（a）（2）對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料（b）（5）過(guò)熱蒸汽進(jìn)料

（e）

對(duì)于飽和液體、汽液混合物及飽和蒸汽三種進(jìn)料而言，q值就等于進(jìn)料中的液相分率。（4）對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料

（d）

2022/11/1517（5）過(guò)熱蒸汽進(jìn)料（e）對(duì)于飽和液體、汽液混合物3）q值與提餾段操作線方程提餾段操作線方程為：2022/11/15183）q值與提餾段操作線方程提餾段操作線方程為：2022/114）q線方程由精餾段和提餾段操作線方程，可得到兩操作線交點(diǎn)的坐標(biāo)；再由物料之間的關(guān)系，可以得到坐標(biāo)x,y值之間的關(guān)系，即兩操作線交點(diǎn)的軌跡方程：——q線方程或進(jìn)料方程

該線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F（XF,XF）,2022/11/15194）q線方程——q線方程或進(jìn)料方程該線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F（XF,XDIyxxDxWWxFFPf2022/11/1520DIyxxDxWWxFFPf2022/11/1120

例：用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41%（質(zhì)量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔頂產(chǎn)品中含苯不低于97.5%，塔底產(chǎn)品中含甲苯不低于98.2%，每小時(shí)處理的原料量為8570kg。操作回流比為3，試計(jì)算：（1）塔頂及塔底的產(chǎn)品量；（2）精餾段上升蒸汽量及回流液量；（3）當(dāng)原料于飽和蒸汽狀態(tài)進(jìn)塔時(shí)，提餾段的操作線方程。2022/11/1521例：用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41%分析：求W、D全塔物料衡算求xF、xW、xD求V、L已知R精餾段物料衡算求求q解：

（1）產(chǎn)品量

已知L，F(xiàn)，W2022/11/1522分析：求W、D全塔物料衡算求xF、xW、xD求V、L已知R精2022/11/15232022/11/1123(2)上升蒸汽量及回流量

精餾段：

2022/11/1524(2)上升蒸汽量及回流量精餾段：2022/11/1124飽和蒸汽進(jìn)料時(shí)

(3)提餾段操作線方程

2022/11/1525飽和蒸汽進(jìn)料時(shí)(3)提餾段操作線方程2022/11/11三、理論塔板層數(shù)的求法

1．逐板計(jì)算法

（已知）

操作關(guān)系1）精餾段平衡關(guān)系2022/11/1526三、理論塔板層數(shù)的求法1．逐板計(jì)算法（已知）操作關(guān)系1平衡關(guān)系操作關(guān)系……泡點(diǎn)進(jìn)料精餾段n-1層2）提餾段（已知）提餾段操作線……提餾段m-1層平衡關(guān)系操作關(guān)系2022/11/1527平衡關(guān)系操作關(guān)系……泡點(diǎn)進(jìn)料精餾段n-1層2）提餾段（已知）[例1]有一常壓連續(xù)操作的精餾塔用來(lái)分離苯-甲苯混合液，塔頂設(shè)有一平衡分凝器，自塔頂逸出的蒸汽經(jīng)分凝器后，液相摩爾數(shù)為氣相摩爾數(shù)的二倍，所得液相全部在泡點(diǎn)下回流于塔，所得氣相經(jīng)全凝器冷凝后作為產(chǎn)品。已知產(chǎn)品中含苯0.95（摩爾分率），苯對(duì)甲苯的相對(duì)揮發(fā)度可取為2.5。試計(jì)算從塔頂向下數(shù)第二塊理論板的上升蒸汽組成。（浙大考研題）R=L/D=2解:2022/11/1528[例1]有一常壓連續(xù)操作的精餾塔用來(lái)分離苯-甲苯混合液，2022/11/15292022/11/11292、圖解法（直角梯級(jí)圖法、M-T法）1）操作線作法

a）精餾段操作線b）提餾段操作線的作法

經(jīng)過(guò)點(diǎn)D（xD,xD）截距點(diǎn)I（0,）經(jīng)過(guò)點(diǎn)W（Xw,Xw）再找一個(gè)特殊點(diǎn)(q線與精餾段線交點(diǎn)f)2022/11/15302、圖解法（直角梯級(jí)圖法、M-T法）1）操作線作法b）c）q線方程由精餾段和提餾段操作線方程，可得到兩操作線交點(diǎn)的坐標(biāo)；再由物料之間的關(guān)系，可以得到坐標(biāo)x,y值之間的關(guān)系，即兩操作線交點(diǎn)的軌跡方程：——q線方程或進(jìn)料方程

該線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F（XF,XF）,2022/11/1531c）q線方程——q線方程或進(jìn)料方程該線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F（XF,XDIyxxDxWWxFFPf2022/11/1532DIyxxDxWWxFFPf2022/11/1132d）進(jìn)料熱狀況對(duì)q線及操作線的影響

過(guò)冷液體：q>1,

，ef1（）飽和液體：

q=1,

，ef2（↑）汽液混合物

：0<q<1,

，ef3（）飽和蒸汽：q=0,

，ef4

（←）過(guò)熱蒸汽：q<0,，ef5（）2022/11/1533d）進(jìn)料熱狀況對(duì)q線及操作線的影響過(guò)冷液體：q>1,f1f2f3f4f5W2022/11/1534f1f2f3f4f5W2022/11/11342）圖解方法(求解理論板數(shù))

xDDIFfxFxWW1234562022/11/15352）圖解方法(求解理論板數(shù))xDDIFfxFxWW1四、塔頂液相回流比的影響及其選擇

1、回流比對(duì)精餾操作的影響

R↑xD/R+1↓

DIyxxDxWWxFFPfxD/R+1

NT↓DI

下移R↑D、W不變L、V↑DI與DW重合R=∞NT=Nmin2022/11/1536四、塔頂液相回流比的影響及其選擇1、回流比對(duì)精餾操作的影響DIyxxDxWWxFFPfxD/R+1

R↓xD/R+1↑DI、PF線、平衡線交于P點(diǎn)R=RminN=∞P點(diǎn)，夾點(diǎn)N↑DI上移Rmin＜＜R∞2022/11/1537DIyxxDxWWxFFPfxD/R+1R↓xD/R+1↑2、全回流及最少理論板層數(shù)

全回流時(shí)，D=0，F(xiàn)=0，W=0；達(dá)到給定分離程度所需的理論板層數(shù)最少，為Nmin。1）Nmin的求法

a）圖解法

xWxD2022/11/15382、全回流及最少理論板層數(shù)全回流時(shí)，D=0——芬斯克方程

3、最小回流比的求法（N∞）

1）作圖法a）對(duì)于正常的平衡曲線

(D、P點(diǎn)坐標(biāo)求斜率：D(yD,xD),P(yP,xP)其中b）解析法——芬斯克(Fenske)方程式

2022/11/1539——芬斯克方程3、最小回流比的求法（N∞）1）作圖xP,yP——q線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)

PyPxPWDF2022/11/1540xP,yP——q線與平衡PyPxPWDF2022/11/11b）對(duì)于某些不正常的平衡曲線

由點(diǎn)D（xD,xD）向平衡線作切線，切線的斜率=Rmin/Rmin+1。

FIDW2022/11/1541b）對(duì)于某些不正常的平衡曲線由點(diǎn)D（xD,xD）向平衡線作2）解析法

用q線方程與相平衡方程聯(lián)合求解。

2022/11/15422）解析法用q線方程與相平衡方程聯(lián)合求解。2022/11/4、適宜回流比的選擇

R=（1.1～2）Rmin2022/11/15434、適宜回流比的選擇R=（1.1～2）Rmin2022/1五、理論板數(shù)的簡(jiǎn)捷算法

1、吉利蘭圖（李德回歸方程式：）2022/11/1544五、理論板數(shù)的簡(jiǎn)捷算法1、吉利蘭圖2022/11/1144目的：求出N=？須知

Nmin、R、Rmin,計(jì)算出橫坐標(biāo)值，查圖得縱坐標(biāo)值，解得N

值。2022/11/1545目的：求出N=？2022/11/11451、塔高的計(jì)算塔高Z——塔的有效高度(不含頂、底空間高度)

Z=(Np-1)HT塔徑DT七、塔高和塔徑的計(jì)算空塔氣速對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)和運(yùn)行有重要的影響，具體作用結(jié)合板式塔的負(fù)荷性能綜合考慮。2022/11/15461、塔高的計(jì)算七、塔高和塔徑的計(jì)算空塔氣速2、塔板效率（1）總板效率（全塔效率）E

(2)單板效率EM——默弗里（Murphree）效率

氣相單板效率

液相單板效率

同一層塔板的與一般不相同。2022/11/15472、塔板效率(2)單板效率EM——默弗里（Murphree）例題

連續(xù)精餾塔分離二元理想溶液。汽-液混合物進(jìn)料，進(jìn)料氣相組成為0.428，液相0.272，進(jìn)料平均xF=0.35，假定進(jìn)料中汽、液相達(dá)到平衡。要求塔頂組成為0.93（均為摩爾分率），料液中易揮發(fā)組分的96%進(jìn)入餾出液中。取回流比為最小回流比的1.242倍。試計(jì)算：（1）塔底產(chǎn)品組成；（2）寫出精餾段方程；（3）寫出提餾段方程；（4）假定各板效率為0.5，從塔底數(shù)起的第一塊板上，上升蒸汽的組成為多少？

2022/11/1548例題連續(xù)精餾塔分離二元理想溶液。汽-液混合物進(jìn)料，進(jìn)料氣相解題思路：(1)xw求平衡線與進(jìn)料線的交點(diǎn)（xq,yq）求平衡線方程，進(jìn)料線方程2022/11/1549解題思路：(1)xw求平衡線與進(jìn)料線的交點(diǎn)（xq,yq）求（3）提餾段方程可簡(jiǎn)化或代入提餾段方程本身求解，也可以用兩點(diǎn)式方程求得，即點(diǎn)C（xw，xw）和進(jìn)料線與精餾線交點(diǎn)d。2022/11/1550（3）提餾段方程可簡(jiǎn)化或代入提餾段方程本身求解，也可以用兩點(diǎn)求解過(guò)程2022/11/1551求解過(guò)程2022/11/11512022/11/15522022/11/11522022/11/15532022/11/11532022/11/15542022/11/11542022/11/15552022/11/11552022/11/15562022/11/1156此題復(fù)習(xí)到精餾一章幾乎所有主要知識(shí)點(diǎn)。1．全塔物料衡算方程和塔頂產(chǎn)品收率的概念；2．平衡線方程；3．進(jìn)料狀況q意義及L′、L關(guān)系；4．進(jìn)料線方程；5．最小回流比及其計(jì)算式；6．精餾段方程和提餾段方程；7．逐板計(jì)算法；8．默弗里板效率的概念及計(jì)算。*2022/11/1557此題復(fù)習(xí)到精餾一章幾乎所有主要知識(shí)點(diǎn)。2022/11/115第四節(jié)間歇精餾特點(diǎn)：(1)非穩(wěn)態(tài)過(guò)程(2)只有精餾段應(yīng)用：（1）原料液是由分批生產(chǎn)得到；（2）處理量較少，且原料的品種、組成及分離程度經(jīng)常變化，采用間歇精餾更為靈活方便；（3）多組分初步分離，獲得不同餾分的產(chǎn)品。兩種基本操作方式：（2）不斷加大回流比來(lái)保持餾出液組成恒定。（1）回流比保持恒定，餾出液組成逐漸變化；（實(shí)際生產(chǎn)中，往往采用聯(lián)合操作方式）2022/11/1558第四節(jié)間歇精餾特點(diǎn)：(1)非穩(wěn)態(tài)過(guò)程(2)只2022/11/15592022/11/1159第五節(jié)恒沸精餾與萃取精餾具有恒沸點(diǎn)或相對(duì)揮發(fā)度接近1的物系，不宜采用普通精餾方法分離。方法一：采用萃取、吸附以及膜分離等其它分離方法。方法二：采用特殊精餾，添加第三組分，提高原溶液各組分間的相對(duì)揮發(fā)度，使難以用精餾分離的物系變得易于分離。根據(jù)第三組分性質(zhì)和作用不同，特殊精餾可分為恒沸精餾和萃取精餾。第三組分使物系組分?jǐn)?shù)增加，操作流程更復(fù)雜，一般不再是單塔操作。2022/11/1560第五節(jié)恒沸精餾與萃取精餾具有恒沸點(diǎn)或相對(duì)揮發(fā)恒沸精餾第三組分與原溶液中的一個(gè)組分形成恒沸物，原有組分間的相對(duì)揮發(fā)度增大，使該溶液能用一般精餾方法分離。第三組分稱為恒沸劑或挾帶劑。合適挾帶劑的選用：（1）恒沸物恒沸點(diǎn)與溶液中純組分沸點(diǎn)有相當(dāng)差值，一般不小于10℃。（2）恒沸物易分離，以便回收挾帶劑，挾帶劑含量越少操作費(fèi)用越省。（3）熱穩(wěn)定性、腐蝕性、毒性、價(jià)格等因素。2022/11/1561恒沸精餾第三組分與原溶液中的一個(gè)組分形成恒沸物，原有恒沸精餾舉例工業(yè)酒精恒沸精餾（用苯作恒沸劑）制取無(wú)水酒精。乙醇-水二元恒沸物（恒沸點(diǎn)78.15℃，乙醇摩爾分率為0.894）三元恒沸物：（非均相）苯：0.539乙醇：0.228水：0.233沸點(diǎn)：64.85℃上層苯相苯：0.745乙醇：0.217少量水下層水相苯：0.0428乙醇：0.35其余為水無(wú)水酒精水恒沸精餾塔分層器乙醇回收塔苯回收塔冷凝器冷凝器三元非均相恒沸物三元非均相恒沸物稀乙醇水溶液二元恒沸物二元恒沸物乙醇水恒沸物2022/11/1562恒沸精餾舉例工業(yè)酒精恒沸精餾（用苯作恒沸劑）制取無(wú)水酒精。乙萃取精餾也是向原料液中加入第三組分，稱為萃取劑。加入的萃取劑一般沸點(diǎn)較高、且不與原溶液中任一組分形成恒沸物，僅僅是改變?cè)薪M分的相對(duì)揮發(fā)度而實(shí)現(xiàn)精餾分離。萃取精餾，從塔頂可得一個(gè)純組分，萃取劑與另一組分從塔底排出。萃取劑的選擇是過(guò)程的關(guān)鍵。萃取劑應(yīng)具備：（1）選擇性好，加入少量萃取劑能使溶液相對(duì)揮發(fā)度顯著提高；（2）揮發(fā)性小且不與原組分起反應(yīng)，便于分離回收;（3）安全，無(wú)毒，無(wú)腐蝕，熱穩(wěn)定性好以及價(jià)格便宜等。萃取精餾2022/11/1563萃取精餾也是向原料液中加入第三組分，稱為萃取劑。加入萃取精餾舉例苯-環(huán)乙烷溶液的萃取分離：苯沸點(diǎn)80.1℃，環(huán)乙烷沸點(diǎn)為80.73℃，其相對(duì)揮發(fā)度為0.98，苯-環(huán)乙烷溶液難于用普通精餾分離。若在該溶液中加入沸點(diǎn)較高的糠醛（沸點(diǎn)161.7℃），則溶液的相對(duì)揮發(fā)度發(fā)生顯著的變化。x糠醛0.00.980.21.380.41.860.52.070.62.360.72.7循環(huán)糠醛補(bǔ)充糠醛環(huán)己烷脫溶劑底部產(chǎn)品苯+環(huán)己烷（原料）溶劑分離塔萃取精餾塔冷凝器冷凝器環(huán)己烷糠醛-苯混合液苯萃取劑回收段2022/11/1564萃取精餾舉例苯-環(huán)乙烷溶液的萃取分離：x糠醛0.00.98第六章

蒸餾

Distillation一、理論板及恒摩爾流二、物料衡算和操作線三、理論塔板層數(shù)的求法四、幾種特殊情況時(shí)理論板數(shù)的求法五、回流比的影響及其選擇六、理論板數(shù)的捷算法七、實(shí)際塔板數(shù)、塔板效率八、精餾裝置的熱量衡算第五節(jié)

兩組分連續(xù)精餾的

計(jì)算

2022/11/1565第六章

蒸餾

Distillation一、理論板及恒摩爾流雙組份連續(xù)精餾的計(jì)算

１．確定產(chǎn)品的流量和組成.

２．選擇或確定適宜的操作條件。

３．確定精餾塔的類型,如選擇板式塔或填料塔.根據(jù)塔型,計(jì)算理論板層數(shù)或填料層高度.

４．確定塔高和塔徑和其他尺寸，進(jìn)行流體力學(xué)驗(yàn)算。

５．計(jì)算冷凝器和再沸器的熱負(fù)荷,并確定兩者的類型和尺寸.（本章的核心內(nèi)容）雙組分連續(xù)精餾塔的工藝計(jì)算主要包括以下內(nèi)容：2022/11/1566雙組份連續(xù)精餾的計(jì)算１．確定產(chǎn)品的流量和組成.（本章的核一、理論板及恒摩爾流1、理論板的概念（1）理論板

離開這種板的氣液兩相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻的。（yn與xn之間的關(guān)系）（2）操作關(guān)系

yn+1與xn之間的關(guān)系。

2、恒摩爾流假定（簡(jiǎn)化計(jì)算）（1）精餾段2022/11/1567一、理論板及恒摩爾流1、理論板的概念2022/11/113（2）提餾段

（3）恒摩爾流假設(shè)成立的條件（1）各組分的摩爾汽化潛熱相等；

（2）氣液接觸時(shí)因溫度不同而交換的顯熱可以忽略；

（3）塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略。

2022/11/1568（2）提餾段（3）恒摩爾流假設(shè)成立的條件2022/11二、物料衡算和操作線方程1、全塔物料衡算

對(duì)總物料：

對(duì)于易揮發(fā)組分：

2022/11/1569二、物料衡算和操作線方程1、全塔物料衡算對(duì)總物料：對(duì)于易塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進(jìn)料量中易揮發(fā)組分的百分?jǐn)?shù)。塔底難揮發(fā)組分回收率：

2022/11/1570塔頂易揮發(fā)組分回收率：易揮發(fā)組分從塔頂采出的量占全部進(jìn)料量中2、精餾段操作線方程

對(duì)總物料：

對(duì)易揮發(fā)組分：

2022/11/15712、精餾段操作線方程對(duì)總物料：對(duì)易揮發(fā)組分：2022/——回流比

——精餾段操作線方程2022/11/1572——回流比——精餾段操作線方程2022/11/1183、提餾段操作線方程

對(duì)總物料：

對(duì)易揮發(fā)組分：

2022/11/15733、提餾段操作線方程對(duì)總物料：對(duì)易揮發(fā)組分：2022/提餾段操作線方程：2022/11/1574提餾段操作線方程：2022/11/1110

例：用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41%（質(zhì)量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔頂產(chǎn)品中含苯不低于97.5%，塔底產(chǎn)品中含甲苯不低于98.2%，每小時(shí)處理的原料量為8570kg。操作回流比為3，試計(jì)算：（1）塔頂及塔底的產(chǎn)品量；（2）精餾段上升蒸汽量及回流液量；分析：求W、D全塔物料衡算求xF、xW、xD求V、L已知R精餾段物料衡算2022/11/1575例：用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41%解：

（1）產(chǎn)品量

2022/11/1576解：（1）產(chǎn)品量2022/11/1112(2)上升蒸汽量及回流量

精餾段：

2022/11/1577(2)上升蒸汽量及回流量精餾段：2022/11/11135、進(jìn)料熱狀況對(duì)操作的影響

1）定義式對(duì)加料板進(jìn)行物料衡算：

2022/11/15785、進(jìn)料熱狀況對(duì)操作的影響對(duì)加料板進(jìn)行物料衡算：2022（5種進(jìn)料熱狀況下的汽液流量的關(guān)系

2022/11/1579（5種進(jìn)料熱狀況下的汽液流量的關(guān)系2022/11/1115（1）對(duì)于冷液進(jìn)料

（a）

（2）對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料（b）

（3）汽液混合物進(jìn)料（c）

2022/11/1580（1）對(duì)于冷液進(jìn)料（a）（2）對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料（b）（5）過(guò)熱蒸汽進(jìn)料

（e）

對(duì)于飽和液體、汽液混合物及飽和蒸汽三種進(jìn)料而言，q值就等于進(jìn)料中的液相分率。（4）對(duì)于飽和蒸汽進(jìn)料

（d）

2022/11/1581（5）過(guò)熱蒸汽進(jìn)料（e）對(duì)于飽和液體、汽液混合物3）q值與提餾段操作線方程提餾段操作線方程為：2022/11/15823）q值與提餾段操作線方程提餾段操作線方程為：2022/114）q線方程由精餾段和提餾段操作線方程，可得到兩操作線交點(diǎn)的坐標(biāo)；再由物料之間的關(guān)系，可以得到坐標(biāo)x,y值之間的關(guān)系，即兩操作線交點(diǎn)的軌跡方程：——q線方程或進(jìn)料方程

該線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F（XF,XF）,2022/11/15834）q線方程——q線方程或進(jìn)料方程該線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F（XF,XDIyxxDxWWxFFPf2022/11/1584DIyxxDxWWxFFPf2022/11/1120

例：用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41%（質(zhì)量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔頂產(chǎn)品中含苯不低于97.5%，塔底產(chǎn)品中含甲苯不低于98.2%，每小時(shí)處理的原料量為8570kg。操作回流比為3，試計(jì)算：（1）塔頂及塔底的產(chǎn)品量；（2）精餾段上升蒸汽量及回流液量；（3）當(dāng)原料于飽和蒸汽狀態(tài)進(jìn)塔時(shí)，提餾段的操作線方程。2022/11/1585例：用一連續(xù)精餾裝置在常壓下，分離含苯41%分析：求W、D全塔物料衡算求xF、xW、xD求V、L已知R精餾段物料衡算求求q解：

（1）產(chǎn)品量

已知L，F(xiàn)，W2022/11/1586分析：求W、D全塔物料衡算求xF、xW、xD求V、L已知R精2022/11/15872022/11/1123(2)上升蒸汽量及回流量

精餾段：

2022/11/1588(2)上升蒸汽量及回流量精餾段：2022/11/1124飽和蒸汽進(jìn)料時(shí)

(3)提餾段操作線方程

2022/11/1589飽和蒸汽進(jìn)料時(shí)(3)提餾段操作線方程2022/11/11三、理論塔板層數(shù)的求法

1．逐板計(jì)算法

（已知）

操作關(guān)系1）精餾段平衡關(guān)系2022/11/1590三、理論塔板層數(shù)的求法1．逐板計(jì)算法（已知）操作關(guān)系1平衡關(guān)系操作關(guān)系……泡點(diǎn)進(jìn)料精餾段n-1層2）提餾段（已知）提餾段操作線……提餾段m-1層平衡關(guān)系操作關(guān)系2022/11/1591平衡關(guān)系操作關(guān)系……泡點(diǎn)進(jìn)料精餾段n-1層2）提餾段（已知）[例1]有一常壓連續(xù)操作的精餾塔用來(lái)分離苯-甲苯混合液，塔頂設(shè)有一平衡分凝器，自塔頂逸出的蒸汽經(jīng)分凝器后，液相摩爾數(shù)為氣相摩爾數(shù)的二倍，所得液相全部在泡點(diǎn)下回流于塔，所得氣相經(jīng)全凝器冷凝后作為產(chǎn)品。已知產(chǎn)品中含苯0.95（摩爾分率），苯對(duì)甲苯的相對(duì)揮發(fā)度可取為2.5。試計(jì)算從塔頂向下數(shù)第二塊理論板的上升蒸汽組成。（浙大考研題）R=L/D=2解:2022/11/1592[例1]有一常壓連續(xù)操作的精餾塔用來(lái)分離苯-甲苯混合液，2022/11/15932022/11/11292、圖解法（直角梯級(jí)圖法、M-T法）1）操作線作法

a）精餾段操作線b）提餾段操作線的作法

經(jīng)過(guò)點(diǎn)D（xD,xD）截距點(diǎn)I（0,）經(jīng)過(guò)點(diǎn)W（Xw,Xw）再找一個(gè)特殊點(diǎn)(q線與精餾段線交點(diǎn)f)2022/11/15942、圖解法（直角梯級(jí)圖法、M-T法）1）操作線作法b）c）q線方程由精餾段和提餾段操作線方程，可得到兩操作線交點(diǎn)的坐標(biāo)；再由物料之間的關(guān)系，可以得到坐標(biāo)x,y值之間的關(guān)系，即兩操作線交點(diǎn)的軌跡方程：——q線方程或進(jìn)料方程

該線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F（XF,XF）,2022/11/1595c）q線方程——q線方程或進(jìn)料方程該線經(jīng)過(guò)點(diǎn)F（XF,XDIyxxDxWWxFFPf2022/11/1596DIyxxDxWWxFFPf2022/11/1132d）進(jìn)料熱狀況對(duì)q線及操作線的影響

過(guò)冷液體：q>1,

，ef1（）飽和液體：

q=1,

，ef2（↑）汽液混合物

：0<q<1,

，ef3（）飽和蒸汽：q=0,

，ef4

（←）過(guò)熱蒸汽：q<0,，ef5（）2022/11/1597d）進(jìn)料熱狀況對(duì)q線及操作線的影響過(guò)冷液體：q>1,f1f2f3f4f5W2022/11/1598f1f2f3f4f5W2022/11/11342）圖解方法(求解理論板數(shù))

xDDIFfxFxWW1234562022/11/15992）圖解方法(求解理論板數(shù))xDDIFfxFxWW1四、塔頂液相回流比的影響及其選擇

1、回流比對(duì)精餾操作的影響

R↑xD/R+1↓

DIyxxDxWWxFFPfxD/R+1

NT↓DI

下移R↑D、W不變L、V↑DI與DW重合R=∞NT=Nmin2022/11/15100四、塔頂液相回流比的影響及其選擇1、回流比對(duì)精餾操作的影響DIyxxDxWWxFFPfxD/R+1

R↓xD/R+1↑DI、PF線、平衡線交于P點(diǎn)R=RminN=∞P點(diǎn)，夾點(diǎn)N↑DI上移Rmin＜＜R∞2022/11/15101DIyxxDxWWxFFPfxD/R+1R↓xD/R+1↑2、全回流及最少理論板層數(shù)

全回流時(shí)，D=0，F(xiàn)=0，W=0；達(dá)到給定分離程度所需的理論板層數(shù)最少，為Nmin。1）Nmin的求法

a）圖解法

xWxD2022/11/151022、全回流及最少理論板層數(shù)全回流時(shí)，D=0——芬斯克方程

3、最小回流比的求法（N∞）

1）作圖法a）對(duì)于正常的平衡曲線

(D、P點(diǎn)坐標(biāo)求斜率：D(yD,xD),P(yP,xP)其中b）解析法——芬斯克(Fenske)方程式

2022/11/15103——芬斯克方程3、最小回流比的求法（N∞）1）作圖xP,yP——q線與平衡線的交點(diǎn)坐標(biāo)

PyPxPWDF2022/11/15104xP,yP——q線與平衡PyPxPWDF2022/11/11b）對(duì)于某些不正常的平衡曲線

由點(diǎn)D（xD,xD）向平衡線作切線，切線的斜率=Rmin/Rmin+1。

FIDW2022/11/15105b）對(duì)于某些不正常的平衡曲線由點(diǎn)D（xD,xD）向平衡線作2）解析法

用q線方程與相平衡方程聯(lián)合求解。

2022/11/151062）解析法用q線方程與相平衡方程聯(lián)合求解。2022/11/4、適宜回流比的選擇

R=（1.1～2）Rmin2022/11/151074、適宜回流比的選擇R=（1.1～2）Rmin2022/1五、理論板數(shù)的簡(jiǎn)捷算法

1、吉利蘭圖（李德回歸方程式：）2022/11/15108五、理論板數(shù)的簡(jiǎn)捷算法1、吉利蘭圖2022/11/1144目的：求出N=？須知

Nmin、R、Rmin,計(jì)算出橫坐標(biāo)值，查圖得縱坐標(biāo)值，解得N

值。2022/11/15109目的：求出N=？2022/11/11451、塔高的計(jì)算塔高Z——塔的有效高度(不含頂、底空間高度)

Z=(Np-1)HT塔徑DT七、塔高和塔徑的計(jì)算空塔氣速對(duì)精餾塔的設(shè)計(jì)和運(yùn)行有重要的影響，具體作用結(jié)合板式塔的負(fù)荷性能綜合考慮。2022/11/151101、塔高的計(jì)算七、塔高和塔徑的計(jì)算空塔氣速2、塔板效率（1）總板效率（全塔效率）E

(2)單板效率EM——默弗里（Murphree）效率

氣相單板效率

液相單板效率

同一層塔板的與一般不相同。2022/11/151112、塔板效率(2)單板效率EM——默弗里（Murphree）例題

連續(xù)精餾塔分離二元理想溶液。汽-液混合物進(jìn)料，進(jìn)料氣相組成為0.428，液相0.272，進(jìn)料平均xF=0.35，假定進(jìn)料中汽、液相達(dá)到平衡。要求塔頂組成為0.93（均為摩爾分率），料液中易揮發(fā)組分的96%進(jìn)入餾出液中。取回流比為最小回流比的1.242倍。試計(jì)算：（1）塔底產(chǎn)品組成；（2）寫出精餾段方程；（3）寫出提餾段方程；（4）假定各板效率為0.5，從塔底數(shù)起的第一塊板上，上升蒸汽的組成為多少？

2022/11/15112例題連續(xù)精餾塔分離二元理想溶液。汽-液混合物進(jìn)料，進(jìn)料氣相解題思路：(1)xw求平衡線與進(jìn)料線的交點(diǎn)（xq,yq）求平衡線方程，進(jìn)料線方程2022/11/15113解題思路：(1)xw求平衡線與進(jìn)料線的交點(diǎn)（xq,yq）求（3）提餾段方程可簡(jiǎn)化或代入提餾段方程本身求解，也可以用兩點(diǎn)式方程求得，即點(diǎn)C（xw，xw）和進(jìn)料線與精餾線交點(diǎn)d。2022/11/15114（3）提餾段方程可簡(jiǎn)化或代入提餾段方程本身求解，也可以用兩點(diǎn)求解過(guò)程2022/11/15115求解過(guò)程2022/11/11512022/11/151162022/11/11522022/11/151172022/11/11532022/11/151182022/11/11542022/11/151192022/11/11552022/11/151202022/11/1156此題復(fù)習(xí)到精餾一章幾乎所有主要知識(shí)點(diǎn)。1．全塔物料衡算方程和塔頂產(chǎn)品收率的概念；2．平衡線方程；3．進(jìn)料狀況q意義及L′、L關(guān)系；4．進(jìn)料線方程；5．最小回流比及其計(jì)算式；6．精餾段方程和提餾段方程；7．逐板計(jì)算法；8．默弗里板效率的概念及計(jì)算。*2022/11/15121此題復(fù)習(xí)到精餾一章幾乎所有主要知識(shí)點(diǎn)。2022/11/115第四節(jié)間歇精餾特點(diǎn)：(1)非穩(wěn)態(tài)過(guò)程(2)只有精餾段應(yīng)