趙縣職教中心職高二年級化工原理教學(xué)案課 題要求

操作線交點軌跡方程式—q線方程及進料狀況對q線和操作線的影響掌握q線方程、進料狀況對q線和操作線的影響

備課人 姚重、難點學(xué)習(xí)方法

q線方程的應(yīng)用、進料狀況對q線和操作線的影響自主——合作——探究【知識回顧】

學(xué) 習(xí) 過 程1、精餾操作中進料液體為泡點，則進料受熱狀況參數(shù)為（ ）Aq=1 、q＞1 C、q＜0 D、0＜q＜12、用某精餾塔分離丙酮—正丁醇混合液。料液含%丙酮，餾出液含95%（分?jǐn)?shù)，進料量為1000kg/h,餾出液量為300kg/h2，試求精餾段操作線方程和提餾段操作線方程【自主學(xué)習(xí)】閱讀書P354—P355“操作線交點軌跡方程式”的相關(guān)內(nèi)容，認真思考并回答下列問題1、對于一定條件的連續(xù)精餾過程，在圖上，精餾段操作線必過y=x對角線上的一點，且其位置 ；提餾段操作線必過y=x對角線上的一點，其位置 。2、q線方程是 和 的交點軌跡方程3、在操作線交點處，氣液兩相關(guān)系既符合 ，也符合 1PAGEPAGE4P355P356q回答下列問題1、精餾操作中引入塔內(nèi)的原料有幾種熱狀況，各自的q值如何？12、觀察右圖1第一相線,q>1, 進料；垂直線, q=1, 進料； h第二相線,0<q<1, 進料；水平線, q=0, 進料； d第三相線,q<0, 進料?！竞献魈骄俊?e一、q線方程Vy=——精餾段關(guān)系式；V’y=——提餾段關(guān)系式V’-V=(q-1)F ——熱狀態(tài)關(guān)系式；=qF ——熱狀態(tài)關(guān)系式；1FxF=DD+WW ——01x x xW F D1、根據(jù)以上關(guān)系式推導(dǎo)出q線方程并指出斜率和截距2q線方程反映了 關(guān)系。當(dāng)x=xF時，從而得e點(x=xF,x=y的交)，即q線總是過 點。3、在上圖中點 為q線、精餾段操作線、提餾段操作線的交點；點 相平衡線與q線的交點， 為氣液混合進料中汽液相的組成。二、進料狀況對q線和操作線的影響討論進料狀況對q線的影響并填表進料狀況冷液體氣液混合物飽和蒸汽

q值 q線斜率q/q-1 q線在y-x圖上的位置過熱蒸汽【隨堂檢測】用一常壓操作的連續(xù)精餾塔分離進料組成為0.44（摩爾分率）的苯—甲苯混合物，求在下述進料狀況下邊的q值：氣、液的摩爾流率各占一半；20℃；180℃；已知數(shù)據(jù)：操作條件下苯的氣化潛熱為389kJ/kg，甲苯的氣化潛熱為360kJ/kg。苯蒸氣和甲苯蒸氣的平均比熱為1.256kJ/(kg·℃)解：（1）根據(jù)q為進料液相分率的定義，可直接得出q=1/2。如果按公式計算，則有 I Iq V F

(IV

IL)/2(IV

IL)/21I IV L

I IV

I I 2V L2）原料液的氣化潛熱為： rm=0.44×389×78+0.56×360×92=31900kJ/kmol查苯—甲苯物系在常壓下的溫度—組成圖，知組成為0.44的進料，泡點為94℃（露點為100.5℃料液的平均溫=(94+20)/2=57℃,由附錄17查的在57℃下苯和甲苯的比熱為1.84kJ/(kg·℃),則原料的平均比熱為：Cp=1.84×78×0.44+1.84×92×56=158kJ/(kmol·℃)I I ctr 158(9420)31900q V F p 1.367I IV L

r 31900（3）進料的平均分子量為：M=78×0.44+92×0.56=85.8組成為0.44的進料，其露點為100.5℃，則將進料的過熱蒸汽轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽應(yīng)移走的熱量為：I=IF-IV=85.8×1.25