北化化工原理课件精馏３.pptVIP

4.5 理论板层数的求法 一、逐板计算法 设塔顶为全凝器， 则 又 x1与y1成平衡， 由汽液平衡方程 得 由精馏段操作线方程 得 如此类推，就可以逐板计算，即 当计算得到的 时，则第n层板已是加料板。再往下计算，要用提馏段操作线方程，即 当计算得到的 时，就停止计算。由于再沸器中的汽液两相达到平衡，所以再沸 器相当于一块理论板，因此总的理论板数就等于使用相平衡方程的次数减一。 二、图解法 1．精馏段操作线的作法 略去精馏段操作线方程的下标，得 一点a： 截距b： 两点联线即得精馏段操作线。 a点代表塔顶用全凝器 2．q线的作法 q线方程为 一点e： 斜率 用点斜式即可作出q线。 3．提馏段操作线方程的作法 略去精馏段操作线方程的下标和上标，得 ? ?? d：q线与精馏段操作线的交点 另一点c： 两点联线即得提馏段操作线。 ? ? 4. 图解法求理论板数的步骤(p215) (1)??? 建立平面直角坐标系xOy。 (2)??? 在xOy中画出平衡线，并作对角线。 (3)??? 在xOy中画出精馏段操作线、q线和提馏段操作线。 (4)??? 从a点开始，在精馏段操作线与平衡线之间作直角梯级，当梯级跨过d点时，则改在提馏段操作线与平衡线之间作直角梯级，直至梯级的水平线达到或超过c点。 (5)??? 每个梯级在平衡线上的顶点代表一层理论板，跨过d点的顶点代表加料板，加料板顶点以上的顶点数即为精馏段的理论板数，加料板顶点及其以下顶点数减一，即为提馏段的理论板数。精馏段理论板数与提馏段理论板数之和为总理论板数。 水平线a1表示液体经第一层板后组成自xD减小到x1。 垂直线11’表示蒸汽经第一层板后组成自y2增大到y1。 所以点1或梯级a11’代表一层理论板。 三、适宜的进料位置 由于跨过d点后，更换操作线作阶梯，所以跨过d点的阶梯顶点代表适宜的加 料板。 4.6 回流比的影响及其选择 p217 一、全回流和最少理论板层数 全回流：塔顶上升蒸汽冷凝后全部回流至塔内。 由全回流，得D = 0。取F = 0（一般情况），则W = 0。（无精馏段和提馏段之分） 又 得 ——精馏段操作线与对角线重合 又由 得 ——提馏段操作线与对角线重合 此时操作线与平衡线的距离达到最大，所需的理论板数为最少。 全回流时理论板数可用前述的逐板计算法或图解法确定，也可用下述的芬斯克（Fenske）方程计算而得。 由相对挥发度定义 得 又由操作线方程 得 （对任一组分操作线方程都成立） 所以 所以 而 所以 类推 又由全凝器，得 令 ——几何平均挥发度 则 取对数 所以 对双组分溶液，略去下标，得 二、最小回流比p219 1．图解法 设两操作线（与平衡线）交点d的坐标为（xq, yq），则精馏段操作线斜率为 而 所以 所以 所以 ? 2. 解析法 设两操作线与平衡线交点d的坐标为（xq, yq）， 则由相平衡方程 得 代入 得 整