第九章蒸餾9.5兩組分連續(xù)精餾的計算9.5.1計算的基本假定9.5.2物料衡算與操作線方程9.5.3理論板層數(shù)的計算

一、逐板計算法

二、梯級圖解法

3.適宜的進料位置

進料位置對應于兩操作線交點d所在的梯級，這一位置即為適宜的進料位置。適宜的進料板位置二、梯級圖解法

4.進料熱狀況對理論板層數(shù)的影響

進料熱狀況參數(shù)q值不同，q線的斜率也就不同，q線與精餾段操作線的交點d隨之而變動，從而影響提餾段操作線的位置，進而影響所需的理論板層數(shù)。二、梯級圖解法

進料熱狀況對理論板層數(shù)的影響q值越大，進料溫度越低，平衡線與操作線距離越遠，所需的理論板層數(shù)越少。第九章蒸餾9.5兩組分連續(xù)精餾的計算9.5.1計算的基本假定9.5.2物料衡算與操作線方程9.5.3理論板層數(shù)的計算

9.5.4回流比的影響及其選擇

1.全回流和最少理論板層數(shù)(1)全回流的概念

若上升至塔頂?shù)恼魵饨?jīng)全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔內，該回流方式稱為全回流。

全回流精餾的開工階段全回流的應用一、全回流和最小回流比

(2)最少理論板層數(shù)

回流比愈大，完成一定的分離任務所需的理論板層數(shù)愈少。當回流比為無限大，兩操作線與對角線重合，此時，操作線距平衡線最遠，氣液兩相間的傳質推動力最大，因此所需理論板層數(shù)最少，以Nmin表示。一、全回流和最小回流比

xDxWxF回流比與理論板層數(shù)的關系

R越大

NT越少

R1

R2

R3

Nmin用芬斯克(Fenske)方程式計算，芬斯克方程式通過逐板計算法推得。由汽液平衡方程得

操作線方程為

一、全回流和最小回流比

第2層理論板的氣液平衡關系為

則

重復上述的計算過程，直至塔釜（塔釜視作第N+1層理論板）為止，可得一、全回流和最小回流比

令

對于全回流操作，N=Nmin一、全回流和最小回流比

幾何平均對兩組分物系，略去下標A、B注意

一、全回流和最小回流比

芬斯克方程式求得的最小理論板層數(shù)不含再沸器

為全塔平均相對揮發(fā)度xDxWxF

R1

R2夾緊區(qū)夾緊點最小回流比斜率xqyq

g(2)最小回流比的求法①作圖法一、全回流和最小回流比

最小回流比計算式非正常平衡曲線最小回流比的求法一、全回流和最小回流比

二、適宜回流比的選擇

分離任務一定R～～操作費用設備費用塔徑～能耗～R設備費用塔高理論板數(shù)～～適宜回流比的選擇1－操作費用2－設備費用3－總費用

選擇適宜的回流比需進行經(jīng)濟權衡，根據(jù)生產實踐經(jīng)驗，取

統(tǒng)計表明，實際生產中的操作回流比以下列范圍使用較多：二、適宜回流比的選擇

適宜回流比計算式一、吉利蘭(Gilliland)關聯(lián)圖

精餾塔理論板層數(shù)除了可用前述的逐板計算法和圖解法求算外，還可用簡捷法計算。通常采用的簡捷法為吉利蘭關聯(lián)圖。吉利蘭關聯(lián)圖二、求理論板層數(shù)的步驟簡捷法求理論板層數(shù)的步驟

先按設計條件求出最小回流比Rmin，并選擇操

作回流比R。

計算全回流下的最少理論板層數(shù)Nmin。

利用吉利蘭關聯(lián)圖，計算全塔理論板層數(shù)N。

用精餾段的最小理論板層數(shù)Nmin1代替全塔的

Nmin

，確定適宜的進料板位置。一、直接蒸汽加熱

待分離的物系為水溶液1.直接蒸汽加熱應用背景及意義直接蒸汽加熱的應用背景直接蒸汽加熱的意義

省掉再沸器，減少設備費

水為難揮發(fā)組分

提高加熱蒸汽利用率，節(jié)約能耗，減少操作費直接蒸汽加熱

直接蒸汽加熱精餾塔的精餾段操作線和q線與常規(guī)塔相同，但提餾段操作線方程應予修正。2.直接蒸汽加熱理論板層數(shù)的計算總物料衡算

易揮發(fā)組分衡算

一、直接蒸汽加熱

對于塔內恒摩爾流動當則提餾段操作線與橫軸的交點坐標為g(xW,0)一、直接蒸汽加熱

提餾段操作線方程xDabxWcxFefd12345直接蒸汽加熱時理論板層數(shù)的圖解法練習題目思考題作業(yè)題:10