精餾的物料衡算

1、your choice is to do or not, but if you do not, you will never have a chance.模板參考（頁眉可刪）精餾的物料衡算 一、全塔物料衡算連續(xù)精餾過程中，塔頂和塔底產(chǎn)品的流量與組成，是和進(jìn)料的流量與組成有關(guān)的。它們之間的關(guān)系可通過全塔物料衡算求得。衡算范圍如圖102虛線框內(nèi)所示?？偽锪掀胶?fd+w (101)易揮發(fā)組分平衡 fxrdxd+wxw (102)式中 f 原料液摩爾流量，kmolh；d餾出液摩爾流量，kmolh；w釜?dú)堃耗柫髁?，kmolh；xf料液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；xd 餾出液中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；xw

2、釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。只要已知其中4個(gè)參數(shù)，就可以求出其他二參數(shù)。一般情況下f、cf、cd、xw由生產(chǎn)任務(wù)規(guī)定。上式中f、d、w也可采用質(zhì)量流量，相應(yīng)地xf、xd、xw用質(zhì)量分?jǐn)?shù)。式中 df，wf工程上分別稱其為餾出液采出率和殘液采出率。精餾生產(chǎn)中還常用回收率的概念。所謂回收率，是指某組分通過精餾回收的全塔物料衡算方程雖然簡單，但對指導(dǎo)精餾生產(chǎn)卻是至關(guān)重要的。實(shí)際生產(chǎn)中，精餾塔的進(jìn)料是由前工序送來的，因此進(jìn)料組成xf為定值。由式(104)、式(105)可知，塔的產(chǎn)品產(chǎn)量和組成是相互制約的。工業(yè)精餾分離指標(biāo)一般有以下幾種形式：規(guī)定餾出液與釜?dú)堃航M成xd、xw，此種情況下，df、wf為定值

3、，該塔的產(chǎn)率已經(jīng)確定，不能任意選擇。規(guī)定餾出液組成xd。和采出率df，此時(shí)塔底產(chǎn)品的采出率wf和組成xw，也不能自由選定，反之亦然。規(guī)定某組分在餾出液中的組成和它的回收率，由于回收率100，即dxdfxf或dfxfxd。，因此采出率df是有限制的，當(dāng)0f取得過大時(shí)，即使此精餾塔有足夠大的分離能力，塔頂也無法獲得高純度的產(chǎn)品。二、 精餾段物料衡算在對精餾塔的操作分析中，常常須掌握塔內(nèi)相鄰兩層塔板間的氣、液相濃度之間的數(shù)量關(guān)系，這種關(guān)系稱為操作線關(guān)系，表達(dá)這種關(guān)系的數(shù)學(xué)式叫操作線方程。由精餾段進(jìn)行物料衡算可得出精餾段的操作線方程，對提餾段物料衡算可得出提餾段的操作線方程。(一) 恒摩爾流假設(shè)為簡化

4、計(jì)算，引入氣、液恒摩爾流的基本假設(shè)如下。(1)恒摩爾汽化 在精餾過程中，精餾段內(nèi)每層板上升的蒸汽摩爾流量相等，以y表示。提餾段內(nèi)也如此，以礦表示。但兩段的上升蒸汽摩爾流量不一定相等。(2)恒摩爾溢流 在精餾過程中，精餾段內(nèi)每層板下降的液體摩爾流量相等，以l表示。提餾段內(nèi)也如此，以l，表示。但兩段的液體摩爾流量不一定相等。若塔板上氣液兩相接觸時(shí)，有1km。1的蒸汽冷凝，相應(yīng)就有1km。1的液體汽化，恒摩爾流的假定即成立。為此，必須滿足以下條件：各組分的摩爾汽化潛熱相等；氣液兩相接觸時(shí)，因溫度不同而交換的顯熱可以忽略；精餾塔保溫良好，熱損失可以忽略。在精餾操作時(shí)，恒摩爾流雖是一項(xiàng)假設(shè)，但很多物系，

5、尤其是結(jié)構(gòu)相似、性質(zhì)相近的組分構(gòu)成的物系，上述條件基本符合，本章研究的對象均可按符合假定處理。(二) 精餾段操作線方程精餾段操作線方程可由圖103所示的虛線范圍(包括精餾段第i+1層板上塔段及冷凝器)作物料衡算。圖103中對濃度下標(biāo)的規(guī)定如下：來自哪一塊塔板就用該塔板的編號(hào)作下標(biāo)，塔板號(hào)碼自上而下從第1號(hào)開始順序編號(hào)。濃度皆以摩爾分?jǐn)?shù)表示。令rld，及稱為回流比，是塔頂回流液量與塔頂產(chǎn)品量的比值，它是精餾操作中很重要的操作參數(shù)。后面將對其進(jìn)行討論。上式中，由于第i塊板是任選的，只要是在精餾段部分即能滿足。因此可去掉下標(biāo)，得式(106)和式(109)皆稱為精餾段的操作線方程，其意義表示在一定操作

6、條件下，精餾段內(nèi)任意兩塊相鄰塔板間，從上一塊塔板下降的液體組成與從下一塊塔板上升蒸汽組成之間的關(guān)系。其中式(109)用得比較普遍。顯然，精餾段操作線方程在z-y直角坐標(biāo)圖上的圖形為一條直線。其作法如下：以操作線上兩個(gè)特殊點(diǎn)作連線畫出操作線。在式(109)中，令xxd。則可算得yxd。，因此表明點(diǎn)d(xd，xd)是精餾段操作線上的一個(gè)特殊點(diǎn)該點(diǎn)可在y-x圖的對角線上由xxd。方便地標(biāo)出，另一個(gè)特殊點(diǎn)6由操作線方程的截距求得，即點(diǎn)(0，xdr+1)。圖104表明由這兩個(gè)特殊點(diǎn)連直線做出精餾段操作線的方法。三、 提餾段物料衡算如圖105所示，在提餾段第j層板以下，包括再沸器這一虛線范圍作物料衡算：式(1010)和式(1011)稱為提餾段操作線方程。其意義表明在一定操作條件下，在提餾段內(nèi)任一了層板流到下一j+1層板的液相組成xj與從下一層j+1板上到j(luò)層板上的氣相組成yi+1之間的關(guān)系。根