6.3双组分连续精馏的计算与分析（课件）《化工原理（第五版）》同步教学（化学工业出版社）

6.3 双组分连续精馏的分析与计算 202X 2 6.3 双组分连续精馏的分析与计算 6.3.1.1 基本假定 一、理论板的概念 特点：传质平衡——汽液两相组成xn和yn平衡 传热平衡——汽液两相温度相等 理论板：离开塔板的蒸汽 和液体成平衡的塔板。 衡量实际塔板分离效果效率的最高标准。 6.3.1 连续精馏过程分析 3 二、恒摩尔流假定 热量衡算： 总物料衡算： 4 恒摩尔汽化: 精馏段或提馏段内，每层塔板上升的蒸汽摩尔流量都相等。 恒摩尔溢流: 精馏段或提馏段内，每层塔板下降的液体摩尔流量都相等。 恒摩尔汽化与恒摩尔溢流总称为恒摩尔流假设。 适用条件： 两组分的摩尔汽化潜热相差不大； 两相接触因温度不同交换的显热忽略不计； 热损失可以忽略不计。 5 xF、xD、xW：摩尔分数 6.3.1.2 全塔物料衡算 F、D、W：kmol/s F, xF D, xD W, xW 塔顶采出率 塔底采出率 6 分离要求： （2）回收率 （1） 规定xD、xW （3） xD 及D/F D一定时 xD一定时 7 6.3.1.3 精馏段操作线方程 令 ——回流比 ——精馏段操作线方程 8 意义：精馏段xn～yn+1之间的关系 y x xD 即精馏段下降液体量及上升蒸汽量均取决于回流比R 精馏段操作线为过点（xD, xD ）,斜率 截距为 的直线 9 6.3.1.4 提馏段操作线方程 ——提馏段操作线方程 意义：提馏段 xm ～ ym＋1关系 提馏段操作线为过点（xW， xW ）、斜率 的直线 10 y x xD xW 精馏塔内操作线方程 11 6.3.1.5 进料热状况的影响 (1) 冷液 tF<ts (2) 饱和液体（泡点进料） tF＝ts (3) 汽液混合 ts<tF<td (4) 饱和蒸汽（露点进料） tF＝td (5) 过热蒸汽 tF>td 12 q的大小等于每加入1kmol原料使提馏段下降液体增加的kmol数 精馏段与提馏段汽液流量间的关系 13 F L V’ L’ V 冷液进料 F L V’ L’ V 过热蒸汽进料 q>1 q<0 饱和液体：q＝1 饱和蒸汽：q＝0 F qF (1-q)F L V’ L’ V 汽液两相进料 0<q<1 q＝液相分率 14 6.3.1.6 进料方程 又 ——进料方程（q线方程） 15 意义：精馏段与提馏段交点轨迹方程 q线为过点（xF， xF ） 斜率 的直线 y x xD xF xW 16 一、理论板数的计算 1. 逐板计算法 xn~yn符合平衡关系 yn +1~ xn符合操作关系 塔顶设全凝器，泡点回流 塔釜间接蒸汽加热 第n块为加料板 精馏段： F, xF D, xD W, xW yW m-1 1 2 n x1 x2 xn xm-1 y2 y1 ym-1 两操作线交点横坐标 精馏段（n-1）块板 6.3.2 双组分连续精馏的设计型计算 17 提馏段： 总m块: 精段(n-1), 提段(m-n), 釜1块 再沸器相当于一块理论板 17