第7章 吸收与蒸馏.ppt

e）过热蒸气 说明： ①　过冷液体进料时，提馏段的气液相流量比其余几种进料时相对较大；过热蒸汽进料，情况正好相反。 ② q 值在数值上约等于进料中液相所占的分率δ（广义）。 V’ V L L’ F q ＜ 0 进料热状态对塔内气、液流量的影响 D,XD L,XD V,y1 F,xF x1 x2 xn yn+1 yn y2 1 2 n n+1 精馏段操作线方程 7.5.4 操作线方程 以精馏段的第n+1层塔板以上塔段及冷凝器作为衡算范围，以单位时间为基准，则有 总物料衡算： V=L+D 易挥发组分： Vyn+1=Lxn+DxD 式中 V— 精馏段每块塔板上升的蒸汽流量，kmol/h； L— 精馏段每块塔板溢流的液体流量，kmol/h； D— 馏出液流量，kmol/h； yn+1— 精馏段第n+1板上升蒸汽中易挥发组分的mol分率； xn — 精馏段第n板下降的液体中易挥发组分的mol分率； 由上两物料恒算式得 根据恒摩尔流假设，L为定值，且在稳定操作时，D及xD为定值，故R为常量。 令R=L/D（R称为回流比），则有 —— 精馏段操作方程 说明：该方程表示了精馏段相邻两塔板下降液体组成（第n块板）和上升蒸汽组成（第n+1块板）之间的关系，即任一塔截面汽、液两相组成之间的关系。 x n-1 yn yn+1 x n n 精馏段操作线方程为一线性关系，其中，斜率为R/(R+1)， 截距为xD/(R+1)。 W xW F,xF x?N x?m y?N y?m+1 m N 以提馏段第m层塔板以下塔段及再沸器作为衡算范围，则有 总物料衡算: L’=V’+W xm — 提馏段第m板下降液体易挥发组分mol分率； ym+1— 提馏段第m+1板上升蒸汽易挥发组分mol分率； 式中： L’ — 提馏段每板下降液体流量,kmol/h； V’ — 提馏段每板上升蒸汽流量,kmol/h； W — 釜液流量,kmol/h； 易挥发组分: L’xm=V’ym+1+Wxw 提馏段操作线方程 由上两物料恒算式可得 上式称为提馏段操作线方程。此式表示在一定操作条件下，提馏段内自第m层板下降液体组成x?m与其相邻的下层板（第m+1层）上升蒸气组成y?m+1之间的关系，呈线性关系。 L’ = L + qF 注：提馏段液体量 L? 不容易求，它除了与 L 有关外，还受进料量及进料热状况的影响 。 (1) 操作线方程的图示（x-y 图） ● 精馏段操作线方程的分析与图示。 操作方程的图示与q线 过点（xD，xD）和点（0， xD /（R+1））的直线。 ● 提馏段操作线方程的分析与图示 过点（ xW， xW）的直线，斜率 与q有关。 即精馏线与提馏线交点的轨迹方程 此式即为q线方程或进料方程。它反映了加料板上汽液组成为一线性关系。 当x=xF时，y=xF，从而得 e 点(x=xF, x=y 的交点)，即q 线总是过 e 点。 Vy = Lx+DxD —— 精馏段关系式； V’y = L’x-WxW —— 提馏段关系式； V’-V=(q-1)F —— 热状态关系式； L’-L =qF —— 热状态关系式； FxF=DxD+WxW —— 物料衡算关系式； 进料方程 利用上方程式作提馏段的操作线方程较复杂。由于 q 线的引入，简化了提馏段操作线的绘制。 xD xW xF e d d (1) 过坐标为（x=xF，y=yF）的 e 点作斜率为q/q-1的直线即为q 线。 (2) q 线与精馏段操作线相交于一点，联结该点与 e 点即为提馏段操作线。 提馏段操作线的作法 xD xW xF R一定, q不改变精馏线的位置； R一定, q对提馏线有较大影响（见右图）。 随q减小， 提馏线相平衡线靠近。 进料状况对操作线的影响 第一相线, q 1, 冷液体进料； 垂直线, q = 1, 泡点进料； 第二相线, 0 q 1, 汽液混合物进料； 水平线, q = 0, 饱和蒸汽进料； 第三相线, q 0, 过热蒸汽进料。 q 1 q = 1 0 q 1 q = 0 q 0 e XF a XD Xw b 不同热状态下的q 线图 例：每小时将15000kg含苯40%（质量%，下同）和甲苯60%的溶液，在连