二元精馏过程的几种特殊情况.ppt

二元精馏过程的几种特殊情况 1、直接蒸汽加热 2、回收塔（提馏塔） 3、多侧线精馏塔 提馏段操作线方程、q线方程同常规塔 解：本题为提馏塔，原料液从塔顶加入，塔底无再沸器，直接蒸气加热。 因塔内恒摩尔流动，故 W=L’=qF=1.15×100=115kmol/h 由全塔物料衡算得： D=F+V0-W=100+50-115=35kmol/h 且 V’=V0=50kmol/h 提馏段操作线方程为： 对第二层理论板，y2’与xw成平衡关系,故 y2’与x1’成操作线关系,即 由全塔物料衡算得 联立式（1）和（2）得 xD=0.387 xw=0.056 易挥发组分的回收率为： ② q线方程 q线方程数与进料股数相同，各股进料的 q 线方程仍与单股加料时相同 （2）侧线出料 解：（1）对全塔作物料恒算： D=7.35kmol/h， W=7.65kmol/h （2）精馏塔被分成三段。如图所示， 第一段为浓进料口以上部分，它与一般精馏段相同，操作线为 第二段：L=RD=1?7.35=7.35kmol/h V=(R+1)D=2?7.35=14.7kmol/h q1=1 L”=L+q1F1=7.35+10=17.35kmol/h V”=V-(1-q1)F1=14.7kmol/h 第三段稀进料口一下的塔段操作线方程于一般提馏段相同： q2=0 L’=L”+q2F2=L+q1F1+q2F2=17.35kmol/h V’ =V”-(1-q2)F2=V-(1-q1)F1-(1-q2)F2 =14 .7-5=9.7kmol/h * * 1．直接蒸汽加热 （1）全塔物料衡算式形式不同 与间接蒸汽加热流程相比： 适用范围：水溶液，且水是难挥发组分 【结论】 （2）精馏线、q线、提馏线方程形式相同 思考：L? 与W? 关系？V? 与V。关系？ V? ＝V。 L? ＝W? -----过点（xW?，0 ） 在相同条件（F、xF、q、D、xD、R相同）下，直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比：精、提操作线及q线是否重合? 【思考】 直接蒸汽加热与间接蒸汽加热时的精、提操作线及q线分别重合，但提馏段操作线需延长至c? （xW?，0 ） 。 理论板N:同原来的求法，N直N间。 思考：与间接蒸汽加热相比，直接蒸汽加热有何优缺点？ 优点： 可以用结构简单的塔釜鼓泡器代替造价昂贵的再沸器，且需要的加热蒸汽压力较低； 缺点： 需要的理论板数略有增多、塔釜排出更多的废液。 2、　回收塔（提馏塔） 特点： 从第一块板加料，无精馏段 加料情况： 冷液或泡点进料。 F xF D xD W xW 条件： （1）回收稀溶液中的轻组分，而对馏出液浓度要求不高； （2）物料在低浓度下，相对挥发度大，不用精馏段也可达到xD 理论板N：由提馏线与q线的交点a，开始向下画阶梯。 c 要提高馏出液组成，当操作线上端移至点e（挟紧点），则汽相浓度D=xDmax 例9(P372)： 在具有两层理论板的提馏塔中，分离水溶液中的易挥发组分。原料液流量为100kmol/h，组成为0.2（易挥发组分的摩尔分率），q为1.15的冷液进料。在操作范围内平衡关系可视为y=3x。塔底用直接蒸汽加热，饱和蒸汽用量为50kmol/h，试求馏出液组成和易挥发组分的回收率。 F xF D xD W xW V0,y0=0 F xF D xD W xW V0,y0=0 V’’ y2’ x2’ 1 2 x1’ 3、多侧线精馏塔 有多股进料与侧线出料的精馏塔称为复杂塔。 解决方法： 若精馏塔中共有i个侧线，则计算时应将全塔分成（i+1）段。通过每段的物料衡算，可分别写出相应段的操作线方程式。图解理论板层数的原则与常规塔的相同。 解决复杂塔问题的主要手段仍是: 物料衡算 要搞清楚每一段的气液两相物流的量的关系 F1 q1 xF1 F2 q2 xF2 D xD ? П Ш W xW s s+1 L”,xs V”,ys+1 两股进料将塔分成三段，得三个操作线方程 第一段 第二段 第三段 ①操作线方程 F1 q1 xF1 F2 q2 xF2 D xD ? П Ш W xW s s+1 L”,xs V”,ys+1 1）多股进料 思考： 无论加料状况如何 ，三段操作线的斜率有何变化趋势？ 无论加料状况如何 ，操作线的斜率增加的。 侧线抽出的产品可为塔板上的泡点液体或板上的饱和蒸气。 s S+1 L’’,x’’s v”,y’’s+1 侧线出料为饱和液体：L”=L-D” 侧线出料为饱和蒸气：V”=V+D” “ “ “ “ “ 无论何种情况， 第ＩＩ段