新型化工原理.ppt

5.3 平衡蒸馏和简单蒸馏;一、物料衡算 对连续平衡蒸馏装置作物料衡算，可得 总物料 F=D+W （5-16） 易挥发组分 FxF=Dy+Wx （5-16a） 式中 F，D，W——分别为原料液、气相与液相产品流量，kmol/h或kmol/s； xF，y，x——分别为原料液、气相与液相产品的组成，摩尔分率。 ;联立式5-16和式5-16a，可得 （5-17） 若令 ，代入上式可得 （5-18） 式5-18表示平衡蒸馏中气液相平衡组成的关系。式中q称为液化分率，因平衡蒸馏中q为恒定值，故式5-18为直线方程。在x-y图上，式5-18代表通过点（xF，xF）的直线， 其斜率为 ;二、热量衡算 对加热器作热量衡算，若加热器的热损失可忽略，则 Q=Fcp（T－tF） （5-19） 式中 Q——加热器的热负荷，kJ/h或kW； F——原料液流量，kmol/h或kmol/s； Cp——原料液平均比热容，kJ/（kmol·℃） tF——原料液的温度，℃； T——通过加热器后原料液的温度，℃。 ;原料液节流减压后进入分离器，此时物料放出的显热等于部分汽化所需的潜热，即 FCp（T－te）=（1－q）Fr （5-20） 式中 te——分离器中的平衡温度，℃； r——平均摩尔汽化潜热，kJ/kmol。 原料液离开加热器的温度可由上式求得，即 （5-21） ;三、气液平衡关系 平衡蒸馏中，气液两相处于平衡状态，即两相温度相同，组成互为平衡。若为理想溶液，则有 （5-13） 应用上述三个基本关系，可解决闪蒸的各种计算问题。 ;5.3.2 简单蒸馏;5.4 精馏原理和流程;图5-6 多次部分汽化多次部分冷凝示意图 ;图5-7 在t-y-x图上示出初、终组分 ;5.4.2 塔板的作用;5.4.3 精馏操作流程图; ①确定产品的流量和组成； ②确定精馏塔的类型，选择板式塔或填料塔。根据塔型，求算理论板层数或填料层高度；;5.5.1 理论板的概念及恒摩尔流假定; 必须满足的条件是： ①各组分的摩尔汽化热相等； ②气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略； ③塔设备保温良好，热损失可以忽略。;5-5-2 物料衡算和操作线方程;在精馏计算中，分离程度除用两产品的摩尔分率表示外，有时还用回收率表示，即 塔顶易挥发组分回收率= （5-29） 塔底难挥发组分的回收率= （5-29a） ; 【例5-3】 每小时将15000kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求釜残液中含苯不高于2%，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求馏出液和釜残液的流量及组成，以摩尔流量和摩尔分率表示。 苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。;解：苯的分子量为78；甲苯的分子量为92。 进料组成 釜残液组成 原料液的平均分子量 MF=0.44×78+0.56×92=85.8 原料液流量 F=15000/8