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化工原理(下) 第一章 蒸馏 1.3 平衡蒸馏和简单蒸馏 全回流 与最少理论板数 理论塔板数的捷算法 ⑴直接蒸汽加热 ①全塔物料衡算 总物料衡算 易挥发组分衡算 式中 ——直接加热蒸汽流率，kmol/h； ——直接蒸汽加热时釜液流率， kmol/h； ——直接蒸汽加热时釜液组成，摩尔分率。 其它符号意义与间接蒸汽加热相同。 ②提馏段操作线方程 直接蒸汽加热时也应满足恒摩尔流假设,有 ， 。根据物料衡算可导出提馏段操作线方程为 如图所示，直接蒸汽加热时提馏段操作线通过横轴上的点（ ）及 线与精馏段操作线的交点（ ）两点，因此也可用两点求直线的方法求提馏段操作线方程： 用上式求直接蒸汽加热时提馏段操作线方程比较方便，问题归结为两操作线交点坐标( )如何求。因为 线及精馏段操作线均与间接蒸汽加热时相同，所以仍可用前述方法求 、 值。若用式求，则需据 ， 等关系导出可利用题给已知条件的形式才能求解。 (2)多股加料与侧线出料 筛板塔的结构 气液两相接触状态 连续精馏装置的热量衡算 一、冷凝器 由冷凝器的热量衡算 得 而 所以 ? 冷却剂的耗量为 双组分精馏的操作型计算 精馏过程的操作型计算 ⑴操作型计算的命题： 此类计算的任务是在设备（精馏段板数及全塔理论板数）已定的条件下，由指定的操作条件预计精馏操作的结果。 此时的已知量为：全塔总板数 及加料板位置（第 块板）；相平衡曲线或相对挥发度；原料组成 与热状态 ，回流比 ；并规定塔顶馏出液的采出率 。待求的未知量为精馏操作的最终结果——产品组成 以及逐板的组成分布。 双组分精馏的操作型计算 定量计算方法是：先设定某一 值，可按物料衡算式求 出 然后，自组成为 起交替使用精馏段操作线方程 及相平衡方程 进行 次逐板计算，算出第1至 板的气、液组成。直至算出离开加料板液体的组成 。 双组分精馏的操作型计算 及相平衡方程进行 次逐板计算，算出最后一块理论板的液体组成 。将此 值与所假设的 值比较，两者基本接近则计算有效，不够则重新试差。 双组分精馏的操作型计算 的提高受全塔物料衡算的限制。加大回流比可提高 ，但其极限值为 。 对一定塔板数，即使采用全回流， 也只能某中程度趋近于此极限值。 此外，加大操作回流比意味着加大蒸发量与冷凝量。这些数值还将受到塔釜及冷凝器的传热面的限制。 双组分精馏的操作型计算 双组分精馏的操作型计算 双组分精馏的操作型计算 间歇精馏 间歇精馏过程的特点 当混合液的分离要求较高而料液品种或组成经常变化时，采用间歇精馏的操作方式比较灵活机动。从精馏装置看，间歇精馏与连续精馏大致相同。作间歇精馏时，料液分批投入精馏釜，逐步加热气化，待釜液组成降至规定值后将其一次排出。由此不难理解，间歇精馏过程具有如下特点。 ①间歇精馏为非稳态过程。在精馏过程中，釜液组成不断降低。若在操作时保持回流比不变，则馏出液组成将随之下降；反之，为使馏出液组成保持不变，则在精馏过程中应不断加大回流比。为达到预定的要求，实际操作可以灵活多样。 间歇精馏 例如，在操作初期可逐步加大回流比以维持馏出液组成大致恒定；但回流比过大，在经济上并不合理。故在操作后期可保持回流比不变，若所得的馏出液不符合要求，可将此部分产物并入下一批原料再次精馏。 ②间歇精馏时全塔均为精馏段，没有提馏段。因此，获得同样的塔顶、塔底组成的产品，间歇精馏的能耗必大于连续精馏。 间歇精馏 间歇精馏 回流比保持恒定的间歇精馏理论板数的求法 间歇精馏 计算理论板数 。 的验算 设定的 是否合适，应以全精馏过程所得的馏出液平均组成 满足分离要求为准。与简单蒸馏相同，对某一瞬间 作物料衡算，蒸馏釜中易挥