化工原理精餾13

1、1.5 雙組分連續(xù)精餾的計(jì)算雙組分連續(xù)精餾的計(jì)算1.5.1理論板的概念和恒摩爾流假設(shè)理論板的概念和恒摩爾流假設(shè)1.5.2物料衡算和操作線方程物料衡算和操作線方程1.5.3進(jìn)料熱狀況的影響進(jìn)料熱狀況的影響1.5.1 理論板的概念和恒摩爾流的假設(shè)理論板的概念和恒摩爾流的假設(shè)理論板：離開塔板的蒸汽和液體呈平衡的塔板。理論板：離開塔板的蒸汽和液體呈平衡的塔板。 假設(shè)假設(shè)（1） 兩組分的摩爾汽化潛熱相等；兩組分的摩爾汽化潛熱相等；（2）兩相接觸因兩相溫度不同而交換的顯熱可忽略）兩相接觸因兩相溫度不同而交換的顯熱可忽略 不計(jì)；不計(jì)；（3）塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略不計(jì)。）塔設(shè)備保溫良好，熱損失可以忽略

2、不計(jì)。 2. 恒摩爾流的假設(shè)恒摩爾流的假設(shè)1. 理論板的概念理論板的概念精餾段，每層塔板上升的蒸汽摩爾流量都相等，提餾精餾段，每層塔板上升的蒸汽摩爾流量都相等，提餾段也一樣。段也一樣。即：即： V1=V2= V=常數(shù)常數(shù) V1=V2= V=常數(shù)常數(shù)式中：式中：V 精餾段上升蒸汽的摩爾流量，精餾段上升蒸汽的摩爾流量，kmol/h; V提餾段上升蒸汽的摩爾流量，提餾段上升蒸汽的摩爾流量，kmol/h。 （下標(biāo)（下標(biāo)1、2表示自上而下的塔板序號(hào)。）表示自上而下的塔板序號(hào)。）（1）恒摩爾汽化）恒摩爾汽化精餾段內(nèi)，每層塔板下降的液體摩爾流量都相等，精餾段內(nèi)，每層塔板下降的液體摩爾流量都相等，提餾段也一樣

3、。提餾段也一樣。即：即： L1=L2= L=常數(shù)常數(shù) L1=L2= L=常數(shù)常數(shù)式中式中L 精餾段下降液體的摩爾流量，精餾段下降液體的摩爾流量，kmol/h;L提餾段下降液體的摩爾流量，提餾段下降液體的摩爾流量，kmol/h。（下標(biāo)（下標(biāo)1、2表示自上而下的塔板序號(hào)。）表示自上而下的塔板序號(hào)。） （2）恒摩爾溢流）恒摩爾溢流 1 1）根據(jù)分離任務(wù)，確定產(chǎn)品流量）根據(jù)分離任務(wù)，確定產(chǎn)品流量D D，W W；2 2）選擇操作條件）選擇操作條件R R、進(jìn)料狀態(tài)；、進(jìn)料狀態(tài)；3 3）確定塔板數(shù)及加料位置；）確定塔板數(shù)及加料位置；4 4）選擇塔型，確定塔徑，塔內(nèi)結(jié)構(gòu)尺寸，）選擇塔型，確定塔徑，塔內(nèi)結(jié)構(gòu)尺寸

4、， 流體力學(xué)驗(yàn)算；流體力學(xué)驗(yàn)算；5 5）冷凝器及再沸器熱負(fù)荷及設(shè)計(jì)計(jì)算。）冷凝器及再沸器熱負(fù)荷及設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo): : 1.5.2物料衡算和操作線方程物料衡算和操作線方程1 全塔物料衡算全塔物料衡算 WDFWxDxFxWDF塔頂采出率塔頂采出率WDWFxxxxFD 塔底采出率塔底采出率FDFW 1F, xFD, xDW, xW全塔物料衡算全塔物料衡算F、D、Wkmol/hxF、xD、xW摩爾分率摩爾分率%100FDA FxDx 塔頂易揮發(fā)組分回收率塔頂易揮發(fā)組分回收率塔底難揮發(fā)組分回收率塔底難揮發(fā)組分回收率%100)1 ()1 (FWB xFxW 例例6-1 將將5000kg/h含

5、乙醇含乙醇0.4（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）和水和水0.6的混合液在常壓連續(xù)精餾塔中分離。要的混合液在常壓連續(xù)精餾塔中分離。要求餾出液含乙醇求餾出液含乙醇0.85，釜液含乙醇不高于，釜液含乙醇不高于0.02，求餾出液，釜液的流量及塔頂易揮發(fā)組分的回求餾出液，釜液的流量及塔頂易揮發(fā)組分的回收率和采出率。收率和采出率。求：餾出液流量求：餾出液流量D，釜液的流量，釜液的流量W及塔頂易揮發(fā)組分的回收及塔頂易揮發(fā)組分的回收率率 和采出率和采出率D/F 解：解： xF 0.4 ， xD 0.85，xW 0.02 F=5000/(0.4 78+18 0.6) =119.05kmol/h W=F-D=

6、119.05-54.5=65kmol/h AFWDW0.40.020.4580.850.020.458 119.0554.51/xxDFxxDkmol hDAF54.05 0.85100%96.5%119.05 0.4DxFx2 精餾段操作線方程精餾段操作線方程 Dn1nDxLxVyDLVDnDn1nxDLDxDLLxVDxVLy 11Dn1n RxxRRy令令 回流比回流比 DLR 精餾段操作線方程精餾段操作線方程精餾段操作線精餾段操作線:當(dāng)當(dāng)R, D, xD為一定值時(shí)為一定值時(shí),該操作線為一直線該操作線為一直線.斜率斜率:VLRR1截距截距:1D Rxyx1D RxxD操作線為過點(diǎn)（操作線

7、為過點(diǎn)（xD， xD ）畫操作線過程如下畫操作線過程如下:3 提餾段操作線方程提餾段操作線方程 W1mmWxyVxLWVLwmwm1mxWLWxWLLxVWxVLy 提餾段操作線方程提餾段操作線方程xW 意義：提餾段意義：提餾段 ym1f（xm） 提餾段操作線為提餾段操作線為 過點(diǎn)（過點(diǎn)（xW， xW ）VL 斜率：斜率：截距截距:VWxW-yxxD1D RxxFabq例例6-2 將含將含0.24（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）易揮發(fā)組分的某（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）易揮發(fā)組分的某液體混合物送入一連續(xù)精餾塔中。要求餾出液含液體混合物送入一連續(xù)精餾塔中。要求餾出液含0.95易揮發(fā)組分，釜液含易揮發(fā)組分，釜液含0.03易揮發(fā)組分。送入冷易揮發(fā)組分。送入冷凝器的蒸汽量為凝器的蒸汽量為850kmol/h，流入精餾塔的回流液，流入精餾塔的回流液為為670kmol/h，試求：，試求：1每小時(shí)能獲得多少每小時(shí)能獲得多少kmol/h的餾出液？多少的餾出液？多少kmol/h 的釜液？的釜液？2. 回流比回流比R為多少？為多少？3. 寫出精餾段操作線方程。寫出精餾段操作線方程。已知：已知：xF 0.24 ， xD 0.95，xW 0.03 V=850kmol/h ,L