4.3 精馏装置的开车准备 (课件）-《化工单元操作》同步教学（化学工业出版社）

1 4.3 精馏装置的开车准备 4.3 精馏装置的开车准备 2 《化工单元操作》 4 精馏 4.1预备知识 4.2认知精馏装置工艺流程 4.3精馏装置的开车准备 4.4精馏装置全回流开车 4.5精馏装置部分回流操作 4.6精馏塔异常现象的处理 4.7精馏装置的正常停车 4.3 精馏装置的开车准备 3 4.3 精馏装置的开车准备 4.3.1 物料衡算 4.3.2 理论板确定 4.3 精馏装置的开车准备 4 4.3.1 物料衡算 4.3 精馏装置的开车准备 5 1.恒摩尔流的假设 1)恒摩尔汽化 精馏段：V1=V2=V3=………=Vn=V 提馏段：V'1=V'2=V'3=………V'n=V' 2)恒摩尔溢流 精馏段：L1=L2=L3………=Ln=L 提馏段：L'1=L'2=L'3………L'n=L' 4.3 精馏装置的开车准备 6 F——原料液流量，kmol/h或kmol/s； D——塔顶馏出液流量，kmol/h或kmol/s； W——塔底釜残液流量，kmol/h或kmol/s； xF——原料液中易挥发组分的摩尔分数； xD——馏出液中易挥发组分的摩尔分数； xW——釜残液中易挥发组分的摩尔分数。 F=D+W FxF=DxD+WxW 2.全塔物料衡算 全塔物料衡算： 易挥发组分物料衡算： 以酒精-水为例 4.3 精馏装置的开车准备 7 产品量的计算方法 1.塔顶产品量： 2.塔底产品量： 采出率的计算方法 馏出液采出率 残液采出率 4.3 精馏装置的开车准备 8 回收率的计算方法 易挥发组分回收率 难挥发组分回收率 回收率： 某组分（轻/重）通过精馏回收的量与其在原料中的总量之比 4.3 精馏装置的开车准备 9 3.精馏段物料衡算 V=L+D 1）总物料衡算： Vyn+1=Lxn+DxD 2）易挥发组分衡算： 4.3 精馏装置的开车准备 10 3）精馏段操作线方程： 令R=L/D 回流比 R：塔顶回流液量与塔顶产品量的比值 4.3 精馏装置的开车准备 11 当x=xD时，y=？ 当x=0时，y=？ x y 0 1.0 1.0 xD a b 4.3 精馏装置的开车准备 12 4）精馏段操作线的特点 在y-x图上是一直线； 直线的斜率： 截距: 精馏段操作线必过点（xD,xD）。 x y 0 1.0 1.0 xD a b 5）精馏段操作线方程的意义 在一定操作条件下，精馏段内任意两块相邻塔板间下降的液体组成xn与上升蒸气组成yn+1之间的关系。 4.3 精馏装置的开车准备 13 4.提馏段物料衡算 L’=V’+W 1）总物料衡算： 2）易挥发组分衡算： L' xm=V' ym+1+W xW 4.3 精馏装置的开车准备 14 3）提馏段操作线方程： 4.3 精馏装置的开车准备 15 当x=xW时，y=？ 当x=0时，y=？ x y 0 1.0 1.0 xW c e 4.3 精馏装置的开车准备 16 4）提馏段操作线的特点 在y-x图上是一直线； 直线的斜率： 截距: 提馏段操作线必过点（xW,xW）。 5）提馏段操作线方程的意义 在一定操作条件下，提馏段内任意两块相邻塔板间下降的液相组成xm与上升气相组成ym+1之间的关系。 x y 0 1.0 1.0 xW c e 4.3 精馏装置的开车准备 17 精馏段操作线方程 提馏段操作线方程 进料线方程（q线方程） 5. q线方程（进料热状况） 4.3 精馏装置的开车准备 18 ●精馏塔的进料热状况 （1）冷液（A点）； （2）饱和液体（泡点）（B点）； （3）汽液混合物（C点）； （4）饱和蒸汽(露点) （D点）； （5）过热蒸汽（E点）。 进料热状态可有以下几种： 泡点——液体混合物处于某压力下开始沸腾的温度。 露点：由于温度和压力的改变，系统中出现第一个液滴时的温度或压力。 4.3 精馏装置的开车准备 19 ● 进料热状况参数 （1）进料板上的物料衡算与能量衡算 F+V’+L=L’+V FIF+V’IV’+LIL=L’IL’+VIV IV, IV’ —分别为进料板上、下处饱和蒸汽的焓，kJ/kmol IL, IL’ —分别为进料板上、下处饱和液体的焓，kJ/kmol IF —原料液的焓，kJ/kmol 总物料衡算： 热量衡算： 4.3 精馏装置的开车准备 20 可得： 定义 — 加料热状况参数 代入方程 （2）加料热状况参数 4.3 精馏装置的开车准备 21 ● 进料热状况对塔板上、下各流股的影响 进料温度低于泡点，该原料加入后，使得进料板上部分蒸汽冷凝。因此，提馏段的液流量除包括精馏段的液流量和进料量外，还包括部分蒸