精馏习题课总结课件.ppt

精馏习题课 一、要求 1、掌握基本概念，熟悉基本公式； 2、熟练进行精馏的基本运算。 二、主要公式 1、质量分率与摩尔分率的换算 2、拉乌尔定律 3、道尔顿定律 xA=(wA/MA)/(wA/MA + wB/MB) wA=(xAMA)/(xAMA+xB MB) 4、气液平衡方程 泡点方程 露点方程 ——气液平衡方程 5、物料衡算 6、回收率 7、操作线方程 ——精馏段操作线方程 ——回流比 ——提馏段操作线方程 ——进料线方程（q线方程） 8、最少理论板数 ——芬斯克方程 9、最小回流比Rmin 饱和液体进料时， q=1，xq=xF 饱和蒸汽进料时，q=1，yq=xF=yF 10、单板效率——默弗里（Murphree）效率 气相单板效率 液相单板效率 11、全塔效率 12、塔径的估算 * 北京理工大学珠海学院 * 三. 基本概念 蒸馏进行的依据是什么?泡点和沸点有什么不同? 精馏过程为什么必须有回流?而且必须用塔顶产品作回流? 精馏过程为什么塔顶要有冷凝器，塔底要有加热釜？ 进料状态q对精馏过程的塔板数和精馏能耗有何影响？ 对一定的精馏塔,如改变加料板位置,而 q、R、xF不变，则xD、xw怎样变化？ * 北京理工大学珠海学院 * 1）q的进料状态以冷液→饱和液体→气液混合→饱和蒸汽→过热蒸汽 q从大→小变化 q线以逆时针旋转时 q线的交点渐靠近平衡线，推动力↓，N↑ 2）F 进料流率对N无影响，但影响塔的直径及再沸器、冷凝器的大小 3）α α↑，平衡线远离对角线，推动力↑，N ↓ 图解法 负荷性能图及操作弹性 负荷性能图 0 1 2 3 4 5 正常操作范围 Ls (m3/h) Vs (m3/h) 1. 漏液线(气相负荷下限线) 2. 过量液沫夹带线(气相负荷上限线) 3. 液相负荷下限线 4. 液相负荷上限线 5. 液泛线 0 1 2 3 4 5 Ls (m3/h) Vs (m3/h) 操作弹性 塔板的操作弹性：上、下操作极限点的气体流量之比。 OP 线（高气液比）： 上限 a（过量液沫夹带） 下限 a’（低液层） OP OP＇ OP＂ a’ a b’ b c c’ OP’ 线（较高气液比）： 上限 b（溢流液泛） 下限 b’（漏液） OP’’ 线（低气液比）： 上限 c（气泡夹带） 下限 c’（漏液） 四、计算 1、有一连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，原料液中含苯20%（质），馏出液中含苯97%（质），料液于泡点加入，在此温度下，苯的饱和蒸汽压为1344mmHg，加料板上的液体可视为与料液组成相同，塔板效率为100%，R=2.0Rmin，常压操作，求加料板上一层塔板下降液体组成。 已知：wF=20%，wD=97%，q=1，pA0=1344mmHg，ET=100%， R=2.0Rmin，xF=xf 求：xf-1 解： 同样 由题意： 而 平衡关系 操作关系 所以要求出平衡关系及操作线 又由题意，泡点进料 而 且 则精馏段操作线 代入得 得 2、要设计一丙酮-醋酸精馏塔，常压连续操作，已知α=6，xF=0.5， xD=0.99（丙酮的摩尔分率），产品回收率ηD=95%，塔顶设全凝器，饱和液体进料，R=1.3Rmin 求：1）精馏段操作线，提镏段操作线方程； 2）最佳加料位置时的NT 解：1） 饱和液体进料q=1，xF=xq=0.5 精馏段操作线 提镏段操作线 先求xW，由 解之： 即 因为L，F，W未知，而q=1，用已知参数替换 代入方程得 同除D，得 而 2）由 作图 精馏线截距0.667，xD=0.99，并已知q线，作图得N=9,包括再沸器 * 北京理工大学珠海学院 * 3．用连续精馏塔每小时处理100 kmol含苯40%和甲苯60%的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯1%（组成均以mol%计），求： （1）馏出液和残液的流率（以kmol/h计）； （2）饱和液体进料时，若塔釜的气化量为132kmol/h，写出精馏段操作线方程。 解：（1） 代入数据 解此方程组，得 D = 43.8 kmol/h，W = 56.2 kmol/h * 北京理工大学珠海学院 * （2）饱和液体进料时，V = V’，即V = 132 kmol/h，则 L = V – D = 132 – 43.8 = 88.2 kmol/h R = L/D = 88.2/43.8 = 2 精馏段操作线方程 * 北京理工大学珠海学院 * 4．氯仿（CHCl3）和四氯化碳（CCl4）的混合物在一连续精馏塔中分离。馏出液中氯仿的浓度为0.95（摩尔分率），馏出液流量为50 kmol/h，平均相对挥发度 = 1.6，回流