化工原理下精餾的物料衡算演示文稿當前第1頁\共有32頁\編于星期四\20點化工原理下精餾的物料衡算當前第2頁\共有32頁\編于星期四\20點1.理論板的概念理論板：離開塔板的蒸氣和液體呈平衡的塔板。1.5.1理論板的概念及恒摩爾流假定當前第3頁\共有32頁\編于星期四\20點2.恒摩爾流假設1）恒摩爾氣化V1=V2=V3

=·

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=VV1’=V2’=V3’

=·

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=V’2）恒摩爾溢流L1=L2=L3=·

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=LL1’=L2’=L3’

=·

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=L’加料板當前第4頁\共有32頁\編于星期四\20點1、各組分的摩爾潛熱相同;2、因溫度不同,氣液接觸交換的顯熱可忽略;3、保溫良好。恒摩爾流假設的條件當前第5頁\共有32頁\編于星期四\20點1.全塔物料衡算全塔物料衡算:F=D+W全塔輕組分物料衡算FxF=DxD+WxW塔頂易揮發(fā)組分回收率η=DxD/(FxF)塔釜難揮發(fā)組分回收率

1.5.2物料衡算和操作線方程當前第6頁\共有32頁\編于星期四\20點思考為什么不再對重組分進行物料衡算？答：由于xB=1-xA，并不是獨立的，對重組分物料衡算所得的方程：

F(1-xF)

=D(1-xD)+W(1-xW)可由F=D+W

與

FxF=DxD+WxW

相減得出當前第7頁\共有32頁\編于星期四\20點課本例4

P18質量分率化為摩爾分率摩爾分率化為質量分率

XG表示輕組分的質量分率當前第8頁\共有32頁\編于星期四\20點例題1:將5000kg/h含正戊烷0.4(摩爾分率)的正戊烷正己烷混合液在連續(xù)精餾塔內(nèi)分離,餾出液含正戊烷0.98,釜液含正戊烷不高于0.03,求餾出液、釜液的流量及塔頂易揮發(fā)組分的回收率。解：正戊烷M=72

正己烷M=86MF=(

0.4×72+0.6×86)=80.4g/molF=(5000/80.4)=62.2kmol/h

D=24.62kmol/hW=37.62kmol/h當前第9頁\共有32頁\編于星期四\20點2.精餾段物料衡算及操作線方程精餾段總物料衡算V=L+D精餾段輕組分物料衡算Vyn+1=Lxn+

DxDV=L+D當前第10頁\共有32頁\編于星期四\20點

**

精餾段操作線方程的意義：

在一定的操作條件下，從任一塔板（n）向下流的液體組成xn與相鄰的下一塊塔板（n+1）上升蒸汽組成yn+1之間的關系。

L=RDV=L+D=（R+1）D當前第11頁\共有32頁\編于星期四\20點思考1）精餾線的推導所用到的前提條件是什么？答：恒摩爾流假設；穩(wěn)態(tài)操作；無化學反應；（與氣液是否達到平衡無關?。?/p>

當前第12頁\共有32頁\編于星期四\20點思考2）精餾線的推導進一步用到的前提條件是什么？答：泡點回流（使塔內(nèi)的回流L內(nèi)與塔外液相回流相等，即L內(nèi)＝L外，如果沒有特別說明，L一般指的是外回流，而精餾線方程中的L應按內(nèi)回流算。）當前第13頁\共有32頁\編于星期四\20點補充：冷液回流時的精餾線L內(nèi)＝L外＋ΦV外＝V－ΦL外＝RD

Φrm=L外Cpm(tb-tR)

L外:塔外的液相回流量,kmol/h

Φ:被冷凝下來的流量,kmol/hrm:回流液在泡點溫度下的氣化

潛熱，kJ/kmolCpm:回流液的平均比熱，kJ/(kmol·K)tb:回流液的泡點溫度，OCtR:冷回流液的溫度，OC

當前第14頁\共有32頁\編于星期四\20點當前第15頁\共有32頁\編于星期四\20點

例:氯仿和四氯化碳的混合液在連續(xù)精餾塔內(nèi)分離，要求餾出液氯仿濃度為0.95(摩爾分率)，流量為50kg/h，頂為全凝器，平均相對揮發(fā)度為1.6，回流比為2。求:(1)由上向下數(shù)第一塊理論塔板下降的液體組成;(2)第二塊理論塔板上升蒸氣組成。

(3)精餾段各板上升蒸氣量及下降的液體量;例題2當前第16頁\共有32頁\編于星期四\20點解：(2)(1)

y1=xD=0.95當前第17頁\共有32頁\編于星期四\20點（3）

V（質）=(R+1)D(質）

=(2+1)×50kg/h=150

kg/h

M氯訪=119.35

kg/kmolM四氯化碳

=153.8kg/kmolMm=(0.95×119.35+0.05×153.8)kg/kmol=121.1kg/kmolV=(150kg/h)/(121.1kg/kmol)=1.24

kmol/hL（質）=R﹒D=2×50kg/h=100

kg/hL=100/121.1kmol/h=0.826

kmol/h

當前第18頁\共有32頁\編于星期四\20點問題:下面說法是否正確?①根據(jù)恒摩爾流假設,每塊塔板回流液的量應皆為100kg/h;②根據(jù)恒摩爾流假設,每塊塔板回流液的量應皆為0.826kmol/h;當前第19頁\共有32頁\編于星期四\20點3、提餾段物料衡算及操作線方程

L’=V’+WV’=L’-W

V’ym+1=L’xm

－WxW當前第20頁\共有32頁\編于星期四\20點abcdetx(y)1.5.3進料熱狀況的影響1.五種熱狀況1）冷液進料;2）泡點進料（飽和液體進料）;3）氣液混合物進料;4）露點進料（飽和氣體進料）;5）過熱蒸氣進料;當前第21頁\共有32頁\編于星期四\20點LILL’IL’VIVV’IV’FIF

進料板物料衡算

進料板熱量衡算2.進料熱狀況參數(shù)q定義和計算當前第22頁\共有32頁\編于星期四\20點LILL’IL’VIVV’IV’FIF當前第23頁\共有32頁\編于星期四\20點

進料熱狀況參數(shù)q的意義

進料熱狀況參數(shù)q的應用LILL’IL’VIVV’IV’FIF當前第24頁\共有32頁\編于星期四\20點1）溫度低于泡點的冷液體abcdetx(y)當前第25頁\共有32頁\編于星期四\20點abcdetx(y)2）飽和液體當前第26頁\共有32頁\編于星期四\20點3）氣液混合液abcdetx(y)當前第27頁\共有32頁\編于星期四\20點4）飽和蒸氣abcdetx(y)當前第28頁\共有32頁\編于星期四\20點5）過熱蒸氣abcdetx(y)當前第29頁\共有32頁\編于星期四\20點進料熱狀況對塔內(nèi)氣、液流量的影響當前第30頁\共有32頁\編于星期四\20點q值對V與V’、L與L’之間關系的影響1）冷液進料q＞1V＜V’L’＞L+F2）泡點進料q=1V=V’L’

=L+F3）氣液混合物進料（為液化率）1＞q＞0V＞V’L’＜L+F

4）露點進料q=0V=V’

+FL’

=L5）過熱蒸氣進料q＜