化工原理下冊(cè)天津大學(xué)柴誠(chéng)敬27－28學(xué)時(shí)

1、第九章 蒸 餾9.5 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算9.5.6 幾種特殊情況理論板層數(shù)的計(jì)算 一、直接蒸汽加熱 v 物系在低濃度下的相對(duì)揮發(fā)度較大，無精餾 段也可達(dá)到希望的餾出液組成1.提餾塔的特點(diǎn)及應(yīng)用背景提餾塔的應(yīng)用背景v 塔頂進(jìn)料，塔頂餾出物全部采出，無回流提餾塔的特點(diǎn)v 只有提餾段，而沒有精餾段v 回收稀溶液中的輕組分二、提 餾 塔 提餾塔裝置示意圖ffnxq,ddnxq,wwnxq,正丁醇水物系分離的雙塔流程示意圖fnq,提餾塔2.提餾塔的理論板層數(shù)的計(jì)算 提餾塔的操作線方程與一般精餾塔的提餾段操作線方程相同。 wvnwnmvnlnmxqqxqqy,1fnlnqqq,fndnvnqqqq,)

2、1( wnlnvnqqq,二、提 餾 塔 對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料fnlnqq,dnvnqq,wdnwnmdnfnmxqqxqqy,1操作線方程為 二、提 餾 塔 xdabxwcxfefd1234提餾塔理論板層數(shù)的圖解法三、塔頂采用分凝器 精餾塔的上升蒸氣先進(jìn)入分凝器，在分凝器中蒸氣部分冷凝，冷凝液作為回流返回塔內(nèi)，未被冷凝的蒸氣進(jìn)入全凝器，在全凝器中被全部冷凝，冷凝液作為產(chǎn)品采出。通過調(diào)整分凝器中冷卻介質(zhì)的流量或進(jìn)口溫度，即可調(diào)整精餾塔的回流比。塔頂采用分凝器的精餾裝置1精餾塔2分凝器3全凝器y1xd（ yl=xd）yl與 xl平衡關(guān)系vnq,dnq,dnq,lnq,y1與 xl操作關(guān)系 操作線方程dv

3、ndnlvnlnxqqxqqy,1/四、多側(cè)線的精餾塔 在工業(yè)生產(chǎn)中，時(shí)常會(huì)遇到所分離的原料液組成不同或所需的產(chǎn)品組成不同，此種情況需要采用多側(cè)線的精餾塔。多側(cè)線進(jìn)料多側(cè)線出料多側(cè)線的精餾塔1.多側(cè)線進(jìn)料 分離組分相同而濃度不同原料液，則應(yīng)在不同塔板位置上設(shè)置相應(yīng)進(jìn)料口多側(cè)線進(jìn)料。 兩股進(jìn)料的精餾塔四、多側(cè)線的精餾塔 精餾段提餾段中間段總物料衡算 dnlnfnvnqqqq,1 易揮發(fā)組分衡算ddnslnffnsvnxqxqxqyq,11,1, vnffnddnsvnlnsqxqxqxqqy ,1,11操作線方程 中間段 四、多側(cè)線的精餾塔 1,1,) 1(fnvnvnqqqq 1,1,fnln

4、lnqqqq 各段間氣、液負(fù)荷的關(guān)系 1,1,1,1,) 1() 1(fndnfndnvnlnqqqrqqrqqq 四、多側(cè)線的精餾塔 2,2,fnlnlnqqqq 2,2,) 1(fnvnvnqqqq 22,21,1,21,1,) 1() 1() 1(fnfndnfnfndnvnlnqqqqqrqqqqrqqq四、多側(cè)線的精餾塔 兩股進(jìn)料的精餾塔最小回流比的確定由ab線斜率求rmin1由ck線斜率求rmin2選則較大者作為 rmin兩股進(jìn)料的精餾塔理論板的圖解nt=17（包括再沸器）nf1=5（包括再沸器）nf2=92.多側(cè)線出料 為了獲得不同規(guī)格的精餾產(chǎn)品，則可根據(jù)所要求的產(chǎn)品組成在塔的不

5、同位置上開設(shè)側(cè)線出料口多側(cè)線出料。 四、多側(cè)線的精餾塔 有側(cè)線采出的精餾塔精餾段提餾段中間段2,1,dndnlnvnqqqq 總物料衡算 易揮發(fā)組分衡算221,1,1,ddnddnslnsvnxqxqxqyq 操作線方程 212121,2,1,1dndnlnddnddnsdndnlnlnsqqqxqxqxqqqqy 中間段 四、多側(cè)線的精餾塔 有側(cè)線采出精餾塔的操作線 五、非理想物系 對(duì)于非理想物系，其理論板的求解方法與理想物系相同，但氣液平衡關(guān)系需按非理想物系計(jì)算。理想物系iiixppy*總iiiiixkxppy總*總ppkii*故氣液平衡常數(shù)非理想物系 氣相理想，液相非理想iiiixppy

6、*總iiiiiixkxppy總*總ppkiii*故 五、非理想物系 活度系數(shù)活度系數(shù)計(jì)算方法v 范拉方程v 威爾遜方程v nrtl方程v uniquac方程v unifac方程 五、非理想物系 非理想物系氣相非理想，液相非理想iiiiixppy*總iiiiiiixkxppy總*總ppkiiii*故 五、非理想物系 逸度系數(shù)逸度系數(shù)計(jì)算方法v 范德華方程v 維理方程v rk方程v bwr方程v 對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理法 五、非理想物系 六、非氣液恒摩爾流對(duì)于氣液恒摩爾流，需求解方程v 物料衡算方程（m方程）v 平衡方程（e方程）v 加和方程（s方程）ems方程組對(duì)于氣液非恒摩爾流，需求解方程v 物料衡算方

7、程（m方程）v 平衡方程（e方程）v 熱量衡算方程（h方程）emhs方程組v 加和方程（s方程）課外資料：精餾模擬計(jì)算常用軟件包 采用不同的方法，求解mehs方程組。在軟件包中存儲(chǔ)了常見物系的物性參數(shù)及氣液平衡數(shù)據(jù)，對(duì)缺乏數(shù)據(jù)的物系，可通過軟件包內(nèi)的計(jì)算模塊，求出相關(guān)的參數(shù)。給定相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，通過模擬計(jì)算，即可獲得所需的理論板層數(shù)；進(jìn)料板位置；各層理論板氣液相負(fù)荷、氣液相密度與粘度；各層理論板的溫度與壓力等。v aspen軟件包v precess軟件包第九章 蒸 餾9.5 兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算9.5.6 幾種特殊情況理論板層數(shù)的計(jì)算 9.5.7 連續(xù)精餾裝置的熱量衡算與節(jié)能 一、連續(xù)精餾裝置

8、的熱量衡算)(,lddnldlnvdvnchqhqhqq冷凝器的熱量衡算kj/h冷凝器的熱負(fù)荷dnq,lnq,ldhcqvnq,vdhldh 以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，對(duì)冷凝器熱量衡算（忽略熱損失） 1. 冷凝器的熱負(fù)荷及冷卻介質(zhì)消耗量 冷卻介質(zhì)消耗量)(12,ttcqqpcccmdndnlnvnqrqqq,) 1(由則kg/hddncrqrq,) 1(故)() 1(,ldvddnchhqrq汽化熱一、連續(xù)精餾裝置的熱量衡算再沸器的熱量衡算以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，對(duì)再沸器熱量衡算llmlnlwwnvwvnbqhqhqhqq,kj/h再沸器的熱負(fù)荷wnq,lnq,vwhbqvnq,lwhlmhlq一、連續(xù)精餾裝置的熱量衡算2. 再沸器的熱負(fù)荷及加熱介質(zhì)消耗量 wnlnvnqqq,由設(shè)lmlwhh則lwvnbqrqq,故汽化熱llwvwvnbqhhqq)(,一、連續(xù)精餾裝置的熱量衡算再沸器熱損失加熱介質(zhì)消耗量 21,bbbhmhhqq飽和蒸汽加熱 rqqbhm,ql = (