化工原理6.3.ppt

第六章 蒸馏Distillation 一、理论板及恒摩尔流 二、物料衡算和操作线 三、理论塔板层数的求法 四、几种特殊情况时理论板数的求法 五、回流比的影响及其选择 六、理论板数的捷算法 七、实际塔板数、塔板效率 八、精馏装置的热量衡算 一、理论板及恒摩尔流 例　 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。 思考题 1、已知原料为气液混合进料，气液量之比为3：4，则q=( ) 2、已知q=1.1,则加料中液体量与总加料量之比为（　　　　） A、1.1:1 B 1:1.1 C 1:1 D 0.1:1 加料热状态对操作线交点的影响 精馏段操作线，提馏段操作线，q线三线必交于一点 由两条直线可以得到另一条直线 三线的特点是都必通过对角线一点 例题 ．一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下： 精馏段 y = 0.8 x + 0.172 提馏段 y = 1.3 x – 0.018 求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。 五、回流比的影响及其进料选择 5.加料热状态的选择 对于精馏设计，除选定P和R外，还需选定进料热状态，即确定q值。如何选择q呢？ 先看例子： 在相同的操作压强分离要求和R下，某体系精馏所需总理论板数与q之间存在如下关系： 5.加料热状态的选择 有的同学可能会问：照此讲，工厂中精馏塔进料只有冷液进料了。不存在其它进料情况了？ 工业上有时采用热态或冷态进料，其目的不是为了减少理论板数，而是为了减少再沸器或塔釜的加热负荷。尤当塔釜温度过高，物料易产生聚合、结焦时，这样做更为有利。另外，加料热状态多与前一工序有关。若前一工序输出的是饱和蒸汽，一般就以饱和蒸汽进塔，不必冷凝成液态再进塔。 换个角度，精馏操作型计算命题中：当NT，P，F，xf，R一定，q↓→xD↓，xw↑，反之亦然。 六、理论板数的捷算法 七、实际塔板数、塔板效率 八、精馏装置的热量衡算 九、几种特殊情况时理论板数的求法 饱和蒸汽进料时 四、理论塔板数N的计算 1． 逐板法 三、理论塔板数N的计算 (1)? 作出精、提操作线、q线； (2)? 从点a开始在平衡线和精馏段操作线之间画阶梯，当梯级跨过点d时，就改在平衡线和提馏段操作线之间画阶梯，直至梯级跨过点b为止； 2．图解法 麦卡勃-蒂列（Mccabe-Thiele）法，简称M-T法 三、理论塔板数N的计算 (3)? 所画的总阶梯数就是全塔所需的理论塔板数（包含再沸器），跨过点d的那块板就是加料板，其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。 理论板12.8块（包括再沸器）， 其中精馏段5.7块， 提馏段板数=11.8-5.7=6.1块， 加料板在第6块。 思考：为什么一个梯级代表一个理论板？ D, xD W, xW F, xF 最佳位置进料 D, xD W, xW F, xF 非最佳位置进料与最佳进料的比较：进料口下移两块板 非最佳位置进料比最佳位置进料所需的理论板数多。 D, xD W, xW F, xF 非最佳位置进料与最佳进料的比较：进料口上移1块板 非最佳位置进料比最佳位置进料所需的理论板数多。 1、回流比对精馏操作的影响 R↑ xD/R+1↓ a b y x xD xW c xF e f d xD/R+1 NT↓ ab 下移 R↑ D、W不变 L、V↑ ab与ac重合 R=∞ NT=Nmin a b y x xD xW c xF e f d xD/R+1 R↓ xD/R+1↑ ab、q线与平衡线交于d R=Rmin N=∞ d点夹紧点 N↑ ab上移 Rmin＜ ＜R∞ 五、回流比的影响及选用 1．最小回流比Rmin 为完成某一分离要求，所需的理论塔板数为无穷多时的回流比称为最小回流比。 图解法 解析法 y x e 四、回流比的影响及选用 y x e 恒浓区在精馏段 恒浓区在提馏段 四、回流比的影响及选用 思考： 当操作中选用的回流比比设计时的最小回流比还要小时，塔能否操作？将出现什么现象？ D, xD W, xW F, xF L=V 2． 全回流和最少理论板数Nmin Nmin的求取方法： 逐板法、图解法 2、全回流及最少理论板层数 4、适宜回流比的选择 R=（1.1～2）Rmin 12 0 （饱和蒸汽） ? 8.8 0.5（汽液混合物加料） ? 8.0 1.0（泡点加料） ? 7.8 1.2（冷凝进料） ? NT q值 ? 由此可见，R一定，