高职高专化工原理教学课件-陆美娟版-精馏4-理论塔板数的计算、进料热状况参数q.ppt

复习 1、相平衡方程 本节内容 一、理论塔板数的计算 二、进料热状况参数q 一、理论塔板数的计算 理论板数的计算方法： 1、逐板计算法 2、图解法 3、简捷法（吉利兰关联图） 1、逐板计算法 原理 相平衡方程：解决离开某块板的汽液两相组成关系 操作线方程：解决板间截面汽液两相组成关系 理论假设 （1） 塔顶采用全凝器，泡点回流 （2） 塔釜间接蒸汽加热 （3） 进料为泡点进料 共用了n+m 次相平衡关系，因而全塔所需的理论板数N =n+m 块（包括再沸器）。再沸器相当于一块理论板。 讨论（逐板计算法） 优点：结果准确 缺点：计算繁琐，需要计算机编程 计算 2、图解法 讨论（图解法） 例 7-8 二、进料热状况的影响和q线方程 1、进料热状况参数q 2、各种进料热状况下的q值 小结 2、用图解法求理论塔板数 作业 P.120 7-8 化工原理----精馏 x1 y2 x2 相平衡关系 … 操作关系(精) 操作关系(提) 为 止。 塔顶为全凝器， xD = y1 相平衡关系 （泡点进料时的进料板） yn+1 相平衡关系 xn+1 …… yn+2 例：某精馏过程需要理论板数为10块（包括再沸器），其塔板效率为50%，则实际板数为多少块（不包括再沸器）？ 0 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 （1）作图步骤 x y A、对角线 B、平衡线 D、提馏段操作线 C、精馏段操作线 E、在平衡线与操作线之间画梯级 优点：简明清晰，便于分析影响因素 缺点：计算不够精确 （2）梯级的意义 n n-1 n+1 Xn+1 xn Xn-1 yn+1 yn yn-1 xn yn yn+1 Xn-1 梯级跨度越大（操作线与平衡线的偏离程度越大），表示每块理论板的增浓程度越高，则所需理论板数越少。 （3）最佳进料位置 0 1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 x y 当梯级跨过两操作线交点时，更换操作线定出的进料位置为最佳进料位置。 x 0 1 1 1 2 3 y （1）五种进料状态 ① T＜泡点 过冷液体 ② T＝泡点 饱和液体 ③ 泡点＜T＜露点 汽液混合物 ④ T＝露点 饱和蒸汽 ⑤ T ＞露点 过热蒸汽 （2）进料板作衡算 精馏段 提馏段 F V L Hm,F Hm,V Hm,L Hm,V’ Hm,L’ 总物料衡算： 热量衡算： 工程上忽略温度对焓值的影响，即 饱和液体摩尔焓 ? ? ￠ L m L m H H , , 饱和蒸汽摩尔焓 ? ? ￠ V m V m H H , , 移项，得 整理，得 （进料板总物料衡算） 液化分数 通式 由上式和进料板物料衡算，得 （1）过冷液体进料 q＞1 （2）饱和液体进料 q =1 F V 过冷液体进料 L F V 饱和液体进料 L （3）汽液混合进料 （4）饱和蒸汽进料 （5）过热蒸汽进料 过热蒸汽进料 F V q＜0 0＜q＜1 q=0 A、平衡线 B、精馏段操作线 C、提馏段操作线 D、在平衡线与操作线之间画梯级 1、逐板计算法求理论塔板数 3、进料状态参数 q