化工原理（上下册一二版通用）-柴诚敬-下册25－26学时.pptVIP

* * 第九章 蒸 馏 9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.1 计算的基本假定 9.5.2 物料衡算与操作线方程 9.5.3 理论板层数的计算 一、逐板计算法 二、梯级图解法 3.适宜的进料位置 进料位置对应于两操作线交点d所在的梯级，这一位置即为适宜的进料位置。 适宜的进料板位置 二、梯级图解法 4.进料热状况对理论板层数的影响 进料热状况参数 q 值不同，q 线的斜率也就不同，q 线与精馏段操作线的交点 d 随之而变动，从而影响提馏段操作线的位置，进而影响所需的理论板层数。 二、梯级图解法 进料热状况对q线的影响 进料热状况 q 值 q/（q-1） q线的形状 冷液进料 泡点进料 气液混合 物进料 露点进料 过热蒸气进料 二、梯级图解法 进料热状况对理论板层数的影响 q 值越大，进料温度越低，平衡线与操作线距离越远，所需的理论板层数越少。 第九章 蒸 馏 9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.1 计算的基本假定 9.5.2 物料衡算与操作线方程 9.5.3 理论板层数的计算 9.5.4 回流比的影响及其选择 1.全回流和最少理论板层数 (1)全回流的概念 若上升至塔顶的蒸气经全凝器冷凝后，冷凝液全部回流到塔内，该回流方式称为全回流。 全回流 精馏的开工阶段 全回流的应用 一、全回流和最小回流比 操作线的斜率和截距分别为 全回流操作时不向塔内进料，也不从塔内取出产品，全塔无精馏段和提馏段之区分，两段的操作线合二为一 。 操作线与对角线重合，操作线方程为 一、全回流和最小回流比 (2)最少理论板层数 回流比愈大，完成一定的分离任务所需的理论板层数愈少。当回流比为无限大，两操作线与对角线重合，此时，操作线距平衡线最远，气液两相间的传质推动力最大，因此所需理论板层数最少，以Nmin表示。 一、全回流和最小回流比 xD xW xF 回流比与理论板层数的关系 R 越大 NT 越少 R1 R2 R3 Nmin用芬斯克(Fenske)方程式计算，芬斯克方程式通过逐板计算法推得。 由汽液平衡方程得 操作线方程为 一、全回流和最小回流比 对于塔顶全凝器 第1层理论板的汽 液平衡关系为 第1层和第2层理论 板之间操作关系为 所以 一、全回流和最小回流比 第2层理论板的气 液平衡关系为 则 重复上述的计算过程，直至塔釜（塔釜视作第 N+1 层理论板）为止，可得 一、全回流和最小回流比 令 对于全回流操作，N =Nmin 一、全回流和最小回流比 几何平均 对两组分物系，略去下标 A、B 注意 一、全回流和最小回流比 芬斯克 方程式 求得的最小理论板层数不含再沸器 为全塔平均相对挥发度 2. 最小回流比 (1)最小回流比的概念 对于一定分离任务，减小操作回流比，两操作线向平衡线靠近，所需理论板层数增多。当回流比减小到某一数值，两操作线的交点d落到平衡线上，此时，若在平衡线与操作线之间绘阶梯，将需要无穷多阶梯才能到达点d，相应的回流比即为最小回流比，以Rmin表示。 一、全回流和最小回流比 xD xW xF R1 R2 夹紧区 夹紧点 最小回流比 斜率 xq yq g (2)最小回流比的求法 ① 作图法 一、全回流和最小回流比 最小回流 比计算式 非正常平衡曲线最小回流比的求法 一、全回流和最小回流比 ② 解析法 泡点进料 露点进料 一、全回流和最小回流比 二、适宜回流比的选择 分离任务一定 R ～ ～ 操作费用 设备费用 塔径 ～ 能耗 ～ R 设备费用 塔高 理论 板数 ～ ～ 适宜回流比的选择 1－操作费用 2－设备费用 3－总费用 选择适宜的回流比需进行经济权衡，根据生产实践经验，取 统计表明，实际生产中的操作回流比以下列范围使用较多： 二、适宜回流比的选择 适宜回流 比计算式 第九章 蒸 馏 9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.1 计算的基本假定 9.5.2 物料衡算与操作线方程 9.5.3 理论板层数的计算 9.5.4 回流比的影响及其选择 9.5.5 简捷法求理论板层数 一、吉利兰(Gilliland)关联图 精馏塔理论板层数除了可用前述的逐板计算法和图解法求算外，还可用简捷法计算。通常采用的简捷法为吉利兰关联图。 吉利兰关联图 二、求理论板层数的步骤 简捷法求理论板层数的步骤 先按设计条件求出最小回流比Rm