蒸餾課件講義整理

在化工生產(chǎn)過程中，常需要將原料、中間產(chǎn)物或粗產(chǎn)物進(jìn)行分離，以獲得符合工藝要求的化工產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。例如將原油蒸餾可得到汽油、煤油、柴油及重油等；將混合芳烴蒸餾可得到苯、甲苯及二甲苯等；將液態(tài)空氣蒸餾可得到純態(tài)的液氧和液氮等。

蒸餾是分離均相液體混合物的一種方法。模塊七蒸餾技術(shù)1-在化工生產(chǎn)過程中，常需要將原料、任務(wù)一了解蒸餾過程及其應(yīng)用在化工生產(chǎn)過程中，多數(shù)原料和半成品都是混合液，要想得到較高純度的物質(zhì)，就需要進(jìn)行分離和精制。例如將石油分離為汽油、煤油、柴油及重油等；又如從糧食、薯類的發(fā)酵液中制酒精。石油、乙醇水溶液等很多混合液有一個(gè)共同物征——互溶、均質(zhì)。人們將具有互溶、均質(zhì)的液體混合物稱為均相溶液。蒸餾、萃取等操作均可將均相溶液分離為較純組分的單元操作。但蒸餾操作是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種單元操作。實(shí)際生產(chǎn)中的蒸餾操作過程可根據(jù)溶液性質(zhì)、生產(chǎn)目的與要求而采用不同的方法。當(dāng)物質(zhì)比較容易分離或分離要求不高時(shí)，可采用簡(jiǎn)單蒸餾或閃蒸，較難分離的物質(zhì)可采用精餾，很難分離的物質(zhì)或用普通精餾方法不能分離的則可采用特殊精餾。其中應(yīng)用最為廣泛的是精餾。2-任務(wù)一了解蒸餾過程及其應(yīng)用在化工生按操作方式：間歇蒸餾、連續(xù)蒸餾按蒸餾方法：簡(jiǎn)單蒸餾、精餾、特殊精餾按操作壓力：常壓蒸餾、加壓蒸餾、負(fù)壓蒸餾按分離組分?jǐn)?shù)目：兩組分精餾、多組分精餾蒸餾操作的分類3-按操作方式：間歇蒸餾、連續(xù)蒸餾蒸餾操作的分類3簡(jiǎn)單蒸餾

簡(jiǎn)單蒸餾又稱微分蒸餾，也是一種單級(jí)蒸餾操作，常以間歇方式進(jìn)行。簡(jiǎn)單蒸餾裝置如圖8－9所示。混合液在蒸餾釜中受熱后部分氣化，產(chǎn)生的蒸氣隨即進(jìn)入冷凝器中冷凝，冷凝液不斷流入接受器中，作為餾出液產(chǎn)品。由于氣相組成y大于液相組成x，因此隨著過程的進(jìn)行，釜中液相組成不斷下降，使得與之平衡的氣相組成（餾出液組成）亦隨時(shí)降低，而釜內(nèi)液體的沸點(diǎn)逐漸升高。通常當(dāng)餾出液平均組成或釜?dú)堃航M成降至某規(guī)定值后，即停止蒸餾操作。在一批操作中，餾出液可分批收集，以分別得到不同組成的餾出液。簡(jiǎn)單蒸餾多用于混合液的初步分離。4-簡(jiǎn)單蒸餾

簡(jiǎn)單蒸餾又稱微分蒸餾，也是一種單級(jí)蒸餾平衡蒸餾

平衡蒸餾（或閃蒸）是一種單級(jí)蒸餾操作。在單級(jí)釜內(nèi)進(jìn)行平衡蒸餾時(shí)，釜內(nèi)液體混合物被部分氣化，并使氣相與液相處于平衡狀態(tài)，然后將氣液兩相分開。這種操作既可以間歇方式又可以連續(xù)方式進(jìn)行?；どa(chǎn)中多采用如圖8－8所示的連續(xù)操作的平衡蒸餾裝置?；旌弦合冉?jīng)加熱器加熱，使液體溫度高于分離器壓強(qiáng)下液體的沸點(diǎn)，然后通過減壓閥使其降壓后進(jìn)入分離器中，此時(shí)過熱的液體混合物即被部分氣化，平衡的氣液兩相在分離器中得到分離。通常分離器又稱為閃蒸罐（塔）。5-平衡蒸餾

平衡蒸餾（或閃蒸）是一種單級(jí)蒸餾操作。在原料液溶液由塔中部加入，液體在塔內(nèi)處于沸騰狀態(tài)，產(chǎn)生的蒸汽沿塔上升，從塔頂引出進(jìn)入冷凝器冷凝，冷凝液一部分作為塔頂產(chǎn)品，一部分回流至塔內(nèi)液相回流，液相沿塔下降至塔底引出，進(jìn)入再沸器被間接加熱沸騰汽化，所產(chǎn)生的蒸汽由再沸器引入塔內(nèi)汽相回流，沿塔上升，沒汽化的液相作為塔底產(chǎn)品。由此可知，塔內(nèi)所進(jìn)行的精餾過程可視為一股上升的汽流與一股下降液流在塔內(nèi)逆流流動(dòng)，直接接觸，在兩股流體間實(shí)現(xiàn)了熱量、質(zhì)量的傳遞。一、精餾流程6-原料液溶液由塔中部加入，液體在塔內(nèi)處于沸騰狀態(tài)二、精餾操作

粗甲醇的精餾7-二、精餾操作

粗甲醇的精餾7-蒸餾的概念定義：將液體均相混合物加熱，使之沸騰汽化，利用各組分沸點(diǎn)（揮發(fā)度）不同的特性進(jìn)行分離的一種單元操作。實(shí)質(zhì)：傳熱和傳質(zhì)過程處理對(duì)象：液體均相混合物過程特征：

1）全部汽化、全部冷凝——不能分離

2）部分汽化、部分冷凝——能夠分離目的：分離液體混合物專有名詞：塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品8-蒸餾的概念定義：將液體均相混合物加熱，使之沸騰汽化，利用各組三蒸餾分離的特點(diǎn)可直接獲得產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單適用范圍廣泛可以將氣態(tài)物先液化再分離，如空分；可將固態(tài)物先熔化再分離，如分離脂肪酸混合物。需要消耗大量的能量，對(duì)于加壓或減壓將消耗額外的能量。9-三蒸餾分離的特點(diǎn)可直接獲得產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單9-五板式塔

一、板式塔的主要結(jié)構(gòu)：塔體；塔板；氣體及液體進(jìn)口裝置10-五板式塔一、板式塔的主要結(jié)構(gòu)：10-塔板結(jié)構(gòu)塔板可分為有降液管式塔板和無降液管式塔板兩類。

有降液管式塔板上：氣液兩相呈錯(cuò)流方式接觸，這種塔板效率較高，具有較大操作彈性，使用廣泛。

無降液管式塔板上：氣液兩相呈逆流接觸，塔板板面利用率較高，生產(chǎn)能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率較低，操作彈性較小，工業(yè)使用較少。

11-塔板結(jié)構(gòu)塔板可分為有降液管式塔板和無降液管式塔板兩類。11-12-12-13-13-泡罩塔：主要元件為升氣管用泡罩。泡罩的下部周邊有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。篩孔塔：篩孔塔板簡(jiǎn)稱篩板，塔板上開有許多均勻的小孔，篩孔在塔板上按一定的規(guī)律排列，塔板上設(shè)置溢流堰，使板上保證一定厚度的液層。塔板類型14-泡罩塔：主要元件為升氣管用泡罩。泡罩的下部周邊有很多齒縫，齒浮閥塔：在塔板上開有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可以上下浮動(dòng)的閥片。閥片連有幾個(gè)閥腿，而使閥片不被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下彎的定距片，當(dāng)氣流很小時(shí)，保持閥片與塔板間有一定的間距。噴射塔：在噴射型塔板上，氣體沿水平方向噴出，不再通過較厚的液層而鼓泡，因而塔板壓降降低，可采用較大的操作氣速，提高了生產(chǎn)能力。

噴射塔有：舌型塔板、浮舌塔板、斜孔塔板、垂直篩板15-浮閥塔：在塔板上開有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可以上下浮動(dòng)塔板的面積分四個(gè)區(qū)域：鼓泡區(qū)；為氣液傳質(zhì)的有效區(qū)域溢流區(qū)：溢流管及受液盤所占的區(qū)域安定區(qū)：在鼓泡區(qū)和溢流區(qū)之間的面積邊緣區(qū)：在靠近塔壁的部分，需留出一圈用于支持塔板邊梁使用的邊緣區(qū)域16-塔板的面積分四個(gè)區(qū)域：16-17-17-18-18-19-19-塔板上的氣液接觸狀態(tài)（增大接觸面積）鼓泡接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速較低時(shí)，氣體以鼓泡形式通過液層。由于氣泡的數(shù)量不多，形成的氣液混合物基本上以液體為主，此時(shí)塔板上存在著大量的清液。因氣泡占的比例較小，氣液兩相接觸的表面積不大，傳質(zhì)效率很低。20-塔板上的氣液接觸狀態(tài)（增大接觸面積）20-泡沫接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速增加，缺泡數(shù)量集聚增加，氣泡不斷的發(fā)生碰撞和破裂，此時(shí)板上液體大部分以液膜的形式存在于氣泡之間，形成一些直徑較小、擾動(dòng)十分劇烈的動(dòng)態(tài)泡沫，由于泡沫接觸的表面積大，并不斷的更新，為兩相傳質(zhì)傳熱提供了良好的條件。噴射接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速繼續(xù)增加，由于氣體動(dòng)能很大，把板上液體向上噴成大小不等的液滴，直徑較大的液滴受重力作用又落回到板上，直徑較小的液滴被氣體帶走，形成液沫夾帶。21-泡沫接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速增加，缺泡數(shù)量集聚增加，氣泡不斷的發(fā)生碰氣體通過塔板的壓降上升氣流通過塔板時(shí)需要克服一定的阻力,該阻力形成塔板的壓降.它包括：塔板本身的干板阻力；板上氣液層的靜壓力；液體的表面張力液面落差。當(dāng)液體橫向流過塔板時(shí)，為克服板上的摩擦阻力和板上部件（泡罩、浮閥等）的局部阻力需要一定的液位差。22-氣體通過塔板的壓降液面落差。22-霧（液）沫夾帶

液沫夾帶塔板上的部分液體產(chǎn)生與液體主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)，即大、小液滴被上升的氣體帶到上層塔板上。

氣泡夾帶塔板上部分氣體產(chǎn)生與主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)，即氣泡被下降的液體卷入下層塔板上。液沫夾帶和氣泡夾帶均屬“返混現(xiàn)象”，其結(jié)果均使傳質(zhì)推動(dòng)力減小，故對(duì)傳質(zhì)不利。

要裝除沫器，降液管的工效。23-霧（液）沫夾帶23-液泛（淹塔）

一種是降液管液泛，它是由于塔內(nèi)氣氣速過大使降液管內(nèi)液面升高至上層塔板的溢流堰頂，或塔內(nèi)液體流量過大，使降液管不能及時(shí)將液體排出而使降液管內(nèi)液面升高導(dǎo)致液泛。另一種情況是過量液沫夾帶液泛，即由于氣速過大使液沫夾帶量過大而使降液管無法及時(shí)將板上液體排至下一層塔板上所致?？傊?，液泛是塔操作的上限。為防止液泛產(chǎn)生，應(yīng)選擇適宜的操作氣速，以保證塔的正常操作。

24-24-漏液：

是液體不經(jīng)正常的降液管通道流到下一層塔板。產(chǎn)生漏液的原因是因?yàn)闅馑龠^小或氣體分布不均勻所致。嚴(yán)重漏液是塔板上不能積累液層，使板上氣液兩相不能良好接觸，致使塔板不能正常操作。25-漏液：是液體不經(jīng)正常的降液管通道流到下一層塔板。產(chǎn)操作參數(shù)和負(fù)荷性能圖當(dāng)物系性質(zhì)及塔板結(jié)構(gòu)已定時(shí)，塔的操作參數(shù)即指氣、液負(fù)荷。負(fù)荷性能圖即是將維持塔的正常操作所允許的氣、液負(fù)荷范圍的圖示。26-操作參數(shù)和負(fù)荷性能圖當(dāng)物系性質(zhì)及塔板結(jié)構(gòu)已定時(shí)，塔負(fù)荷性能圖是由五條線圍成，即漏液線、液體流量下限線、液體流量上限線、液泛線和過量液沫夾帶線。由五條線所包圍的區(qū)域?yàn)樗宓恼２僮鲄^(qū)。塔的實(shí)際操作液氣比應(yīng)在此區(qū)域內(nèi)。對(duì)一定的物系，負(fù)荷性能圖依塔板的類型、結(jié)構(gòu)尺寸不同而異。對(duì)同一類型塔板，塔板開孔率、板間距不同，負(fù)荷性能圖亦不同。上、下操極限的氣體負(fù)荷之比稱塔板的操作彈性。27-負(fù)荷性能圖是由五條線圍成，即漏液線、液體流量下限線、液體流量任務(wù)三獲取蒸餾知識(shí)一、雙組分理想溶液的汽液相平衡

雙組分組成表示：x表示液相組成，y表示氣相組成。質(zhì)量分?jǐn)?shù)：A、B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別用mA,mB摩爾分?jǐn)?shù)：xA、xB常用A、B分別表示易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分。為了方便常以x、y分別表示揮發(fā)組分A的液、氣相組成。28-任務(wù)三獲取蒸餾知識(shí)一、雙組分理想溶液的汽液相平衡281、什么是理想物系？液相—--是理想溶液—---遵循拉烏爾定律汽相—--是理想氣體—---遵循理想氣體狀態(tài)方程

29-1、什么是理想物系？29-2、什么是理想溶液?

對(duì)于雙組分溶液,當(dāng)兩組分（A+B）的性質(zhì)相近、液相內(nèi)相同分子間的作用力（αAA、αBB）與不同分子間的作用力（αAB）相近、各組分分子體積大小相近。

宏觀上表現(xiàn)為：兩組分混合時(shí)既無熱效應(yīng)又無體積效應(yīng)，這種溶液稱為理相溶液。30-2、什么是理想溶液?對(duì)于雙組分溶液,當(dāng)兩組

在一定溫度下，溶液上方某組分的蒸汽壓等于同溫度下該純組分的飽和蒸汽壓乘它在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)。

即：PA=PoAxAPB=PoBxB=PoB（1—xA）3、氣液相平衡關(guān)系：31-在一定溫度下，溶液上方某組分的蒸汽壓等于同溫度下該純組分的

混合物的總壓等于分壓之和.

P=PA+PB

P=PoAxA+PoBxB

道爾頓分壓定律32-混合物的總壓等于分壓之和.道爾頓分壓定律32-理想溶液的汽-液平衡方程：

該式稱理想溶液的汽、液相平衡方程，又稱為泡點(diǎn)方程，表示平衡物系的溫度和液相組成的關(guān)系。在一定壓強(qiáng)下，液體混合物開始沸騰產(chǎn)生第一個(gè)汽泡的溫度，稱為泡點(diǎn)溫度（簡(jiǎn)稱泡點(diǎn)）。33-理想溶液的汽-液平衡方程：該式稱理想溶液的汽該式稱理想溶液的汽、液相平衡方程，又稱為露點(diǎn)方程。該式表示平衡物系的溫度與氣相組成的關(guān)系。在一定的壓強(qiáng)下，混合蒸汽冷凝時(shí)開始出現(xiàn)第一個(gè)液滴時(shí)的溫度，稱為露點(diǎn)溫度（簡(jiǎn)稱露點(diǎn)）。氣液平衡時(shí)，露點(diǎn)溫度等于泡點(diǎn)溫度。34-該式稱理想溶液的汽、液相平衡方程，又稱為露點(diǎn)方例題：某苯-甲苯混合液在45℃時(shí)沸騰，外界壓力為20.3kPa。此時(shí)PoA=22.7kPa；PoB=7.6,kPa試求其液相組成。習(xí)題：某庚烷–辛烷混合液在40℃時(shí)沸騰，外界壓力為101.3kPa。此時(shí)PoA=122.7kPa；PoB=70.6,kPa試求其液相組成。35-例題：某苯-甲苯混合液在45℃時(shí)沸騰，外界壓力為20.3kP三、相對(duì)揮發(fā)度：揮發(fā)度——物質(zhì)揮發(fā)的難易程度。用“ν”表示?！は鄬?duì)揮發(fā)度——混合液中兩組分揮發(fā)度之比稱為該兩組分的相對(duì)揮發(fā)度，用α表示。

·用相對(duì)揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系：

36-三、相對(duì)揮發(fā)度：揮發(fā)度——物質(zhì)揮發(fā)的難易程度。用“ν”表示。當(dāng)α=1時(shí)，兩組分在汽、液相中濃度相同，用普通精餾是不能分離的；當(dāng)α＞1時(shí)，汽相濃度大于液相濃度，α愈大，愈易分離；當(dāng)α＜1時(shí)，液相濃度大于汽相濃度，可分離。

37-當(dāng)α=1時(shí)，兩組分在汽、液相中濃度相同，用普通精餾是不能分離二、汽液平衡相圖t-x圖、t-y圖有二個(gè)共同點(diǎn)：縱坐標(biāo)都是溶液的沸點(diǎn)；橫坐標(biāo)是溶液的濃度x、y，單位是摩爾分?jǐn)?shù)，都是從0-1。1、t-x、t-y圖：38-二、汽液平衡相圖t-x圖、t-y圖有二個(gè)共同點(diǎn)：縱坐標(biāo)都是2、t-x-y圖：

·作圖：以ｔ為縱軸，以ｘ（ｙ）為橫軸作圖39-2、t-x-y圖：·作圖：以ｔ為縱軸，以ｘ（ｙ）為橫軸·識(shí)圖：有二個(gè)點(diǎn)：A點(diǎn)：x=1純A組分t=353.2kB點(diǎn)：x=0純B組分t=383.2k有兩條曲線：t-x關(guān)系曲線：液相組成與泡點(diǎn)間的關(guān)系,液相線，飽和液相線；t-y關(guān)系曲線：汽相組成與露點(diǎn)間的關(guān)系,汽相線，飽和汽相線。

40-·識(shí)圖：40-三個(gè)區(qū)域t-x線下方：液相區(qū)，末飽和液相區(qū)；t-y線上方：汽相區(qū)，過熱蒸汽區(qū)；t-x,t-y線之間：溶液已沸騰汽化，但并沒有全部汽化，汽液共存飽和蒸汽區(qū)。

41-三個(gè)區(qū)域41-·討論討論:在恒定的壓力下，若將溫度為t1、組成為x1（圖中點(diǎn)A）的混合液加熱，當(dāng)溫度升高到t2（點(diǎn)B）時(shí)，溶液開始沸騰，此時(shí)產(chǎn)生第一個(gè)汽泡，該溫度即為泡點(diǎn)溫度。繼續(xù)升溫到t3（點(diǎn)C）時(shí)，汽液兩相共存，其汽相組成為y、液相組成為x，兩相互成平衡。同樣，若將溫度為t5、組成為y1（點(diǎn)E）的過熱蒸汽冷卻，當(dāng)溫度降到t4（點(diǎn)D）時(shí)，過熱蒸汽開始冷凝，此時(shí)產(chǎn)生第一個(gè)液滴，該溫度即為露點(diǎn)溫度。繼續(xù)降溫到t3（點(diǎn)C）時(shí)，汽液兩相共存。42-·討論討論:在恒定的壓力下，若將溫度為t1、組成為x1（圖結(jié)論：通過以上t-x-y圖討論，在液相區(qū)，泡點(diǎn)、露點(diǎn)、過熱蒸汽區(qū)組成都沒有改變，只有在汽液共存區(qū)，組成發(fā)生了變化。汽相中易揮發(fā)組成濃度提高了y1＞y0；

液相中難揮發(fā)組分濃度提高了x1＜x043-結(jié)論：通過以上t-x-y圖討論，在液相區(qū)，泡點(diǎn)、露點(diǎn)、過熱蒸·t-x-y圖的作用：了解t與x，t與y之間的關(guān)系；汽相量、液相量、汽發(fā)率、液化率計(jì)算方法；蒸餾操作原理：部分汽化、部分冷凝。44-·t-x-y圖的作用：了解t與x，t與y之間的關(guān)系；44-3、x-y圖：作圖：以x為橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)

在對(duì)角線上一點(diǎn):x=y在平衡線上一點(diǎn):氣、液互成平衡45-3、x-y圖：作圖：以x為橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)45-·討論：x-y圖表示在一定P下，汽、液相間組成關(guān)系平衡曲線偏離對(duì)角線愈遠(yuǎn)，表示y愈大于x.該溶液愈易分離?？倝簩?duì)x-y圖的影響不大x-y圖可用實(shí)驗(yàn)方法或露點(diǎn)方程求取46-·討論：x-y圖表示在一定P下，汽、液相間組成關(guān)系46-雙組分精餾的工藝計(jì)算恒摩爾流假定①恒摩爾氣流：在精餾塔內(nèi)，各層塔板上升蒸氣摩爾流量相等，即：精餾段：V1=V2=V3=…=V=常數(shù)提餾段：V’1=V’2=V’3=…=V’=常數(shù)但兩段上升的蒸氣摩爾流量不一定相等。47-雙組分精餾的工藝計(jì)算恒摩爾流假定47-②恒摩爾液流在精餾塔內(nèi)，各層塔板下降的液體摩爾流量相等，即：精餾段：L1=L2=L3=…=L=常數(shù)提餾段：L’1=L’2=L’3=…=L’=常數(shù)

但兩段下降的液體摩爾流量不一定相等。48-②恒摩爾液流48-恒摩爾流動(dòng)假定成立的條件混合物中各組分的摩爾氣化熱相等。各板上液體顯熱的差異可忽略。塔設(shè)備保溫良好，熱損失可忽略。49-恒摩爾流動(dòng)假定成立的條件混合物中各組分的摩爾氣化熱相等。4950-50-一、物料衡算

式中：F、D、W——分別表示原料、塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品流量，kmol/h；xF、xD、xW——分別表示原料中、塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。1、全塔物料衡算

衡算范圍：虛線框

衡算基準(zhǔn)：?jiǎn)挝粫r(shí)間

總物料衡算：F=D+W

易揮發(fā)組分：FXF=DXD+WXW

51-一、物料衡算式中：1、全塔物料衡算51-52-52-53-53-54-54-2、操作線方程

①精餾段操作線方程對(duì)虛線范圍（包括精餾段第n+1板和冷凝器在內(nèi)）作物料衡算，以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，即：

總物料衡算：V=L+D易揮發(fā)組分的物料衡算：Vyn+1=Lxn+1+DxD

式中：V、L——分別表示精餾段內(nèi)每塊塔板上升蒸氣的摩爾流量和下降液體的摩爾流量，kmol/h；yn+1——精餾段中任意第n+1層板上升的蒸氣組成，摩爾分?jǐn)?shù)；xn——精餾段中任意第n層板下降的液體組成，摩爾分?jǐn)?shù)。

55-2、操作線方程

①精餾段操作線方程對(duì)虛線范圍（包括精餾段第上式稱為精餾段操作線方程式此式表示在一定操作條件下，精餾段內(nèi)自任意第n層板下降的液相組成xn與其相鄰的下一層板上升蒸氣相組成yn+1之間的關(guān)系。56-上式稱為精餾段操作線方程式56-②提餾段操作線方程對(duì)虛線范圍作物料衡算，即：

總物料:L’=V’+W易揮發(fā)組分:L’x’m=V’y’m+1+Wxw式中：y’m+1------提餾段第m層板下降液體中易揮發(fā)組分的摩爾分率；x’m-----提餾段第m+1層板上升蒸氣中易揮發(fā)組分的摩爾分率。57-②提餾段操作線方程對(duì)虛線范圍作物料衡算，即：

總物料:L’=該式為提餾段操作線方程。該方程的物理意義是表達(dá)在一定的操作條件下，提餾段內(nèi)自任意第m板下降的液相組成與其相鄰的下一層塔板第m+1板上升的蒸汽組成之間的關(guān)系。應(yīng)該指出，提餾段內(nèi)液體摩爾流量，除回流液外還受進(jìn)料量及進(jìn)料熱狀況的影響。58-58-59-59-3、進(jìn)料熱狀況的影響①、精餾塔的進(jìn)料熱狀況在實(shí)際生產(chǎn)中，加入精餾塔中的原料液可能有以下五種不同的熱狀況：(1)溫度低于泡點(diǎn)的冷液體。(2)泡點(diǎn)下的飽和液體。(3)溫度介于泡點(diǎn)和露點(diǎn)之間的氣液混合物。(4)露點(diǎn)下的飽和蒸氣。(5)溫度高于露點(diǎn)的過熱蒸氣。60-3、進(jìn)料熱狀況的影響①、精餾塔的進(jìn)料熱狀況60-②進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響

冷液進(jìn)料，提餾段內(nèi)回流液流量包括以下三部分：精餾段的回流液流量；原料液流量；為將原料液加熱到板上溫度，必然會(huì)有一部分自提餾段上升的蒸氣被冷凝下來，冷凝液也成為的一部分。由于這部分蒸氣的冷凝，故上升到精餾段的蒸氣量比提餾段的要少，其差額即為冷凝的蒸氣量。L`>L+FV`>V61-②進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響冷液進(jìn)進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料。由于原料液的溫度與板上液體的溫度相近，因此原料液全部進(jìn)入提餾段，作為提餾段的回流液，而兩段上升蒸氣流量則相等。L`=L+FV`=V62-進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料。由于原料液進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響氣液混合物進(jìn)料，則進(jìn)料中液相部分成為L(zhǎng)‘的一部分，而蒸氣部分則成為V的一部分。L<L’<L+FV’<V63-進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響氣液混合物進(jìn)料，則進(jìn)料中進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響飽和蒸氣進(jìn)料。整個(gè)進(jìn)料變?yōu)閂的一部分，而兩段的液體流量則相等，L=L‘V=V’+F64-進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響飽和蒸氣進(jìn)料。整個(gè)進(jìn)料變進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響過熱蒸氣進(jìn)料，此種情況與冷液體進(jìn)料的恰好相反，精餾段上升蒸氣流量包括以下三部分：提餾段上升蒸氣流量；原料液流量；為將進(jìn)料溫度降到板上溫度，必然會(huì)有一部分來自精餾段的回流液體被氣化，氣化的蒸氣量也成為中的一部分。由于這部分液體的氣化，故下降到提餾段中的液體量將比精餾段的少，其差額即為氣化的那部分液體量。

L‘<LV>V’65-進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響過熱蒸氣進(jìn)料，此種情況與總物料衡算式為:F+L+V’=V+L’總熱量衡算式為：FiF+Li+V’I’=VI+L’I’+熱損失對(duì)進(jìn)料板分別作總物料衡算及熱量衡算66-總物料衡算式為:對(duì)進(jìn)料板分別作總物料衡算及熱量衡算66-忽略設(shè)備的熱損失及相鄰兩塔板間汽、液流各自的的變化和組成變化，則：i≈i‘、I≈I‘，熱損為零

FiF+Li+V’I=VI+L’I

F（I–iF）=（L’-L）（I–i）

67-忽略設(shè)備的熱損失及相鄰兩塔板間汽、液流各自的的變化和組成變化

L’=L+q?F

V’=V-（1-q）Fq值的大小反映了進(jìn)料的熱狀況，稱為進(jìn)料的熱狀況參數(shù)。進(jìn)料的熱狀況不同，q值不同，對(duì)塔內(nèi)物料變化的影響不同。68-L’=L+q?F

V’=V-（1-q）Fq值不同熱狀況下的q線69-不同熱狀況下的q線69-五種不同進(jìn)料狀況總結(jié)70-五種不同進(jìn)料狀況總結(jié)70-三、理論板層數(shù)的求法1、理論板的概念所謂理論板是指離開這種板的氣液兩相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻一致的。例如，對(duì)任意層理論板n而言，離開該板的液相組成yn與氣相組成xn符合平衡關(guān)系。71-三、理論板層數(shù)的求法1、理論板的概念71-2、逐板計(jì)算法計(jì)算依據(jù)氣液平衡關(guān)系操作關(guān)系－－精餾段操作線方程、提餾段操作線方程計(jì)算條件塔頂采用全凝器；塔頂回流液體在泡點(diǎn)溫度下回流入塔；塔釜（再沸器）采用間接蒸汽加熱，再沸器相當(dāng)于一層理論板。72-2、逐板計(jì)算法計(jì)算依據(jù)72-計(jì)算步驟塔頂餾出液ｘＤ與上升蒸氣ｙ１相同，即：ｙ１=ｘＤ＝已知值離開理論板的氣液兩相組成是互成平衡的，故可由y1用氣液平衡方程求得x1。第二層塔板的上升蒸汽組成y2與第一層塔板下降液體組成x1符合精餾段操作線關(guān)系，故利用精餾段操作線方程可由x1求得y2，即如此重復(fù)計(jì)算，直至計(jì)算到xn≤xF（僅指泡點(diǎn)進(jìn)料的情況）時(shí)。第n層理論板是進(jìn)料板，精餾段所需理論板數(shù)為（n-1）。73-計(jì)算步驟第二層塔板的上升蒸汽組成y2與第一層塔板下降液體組成此后，使用提餾段操作線方程和平衡方程，繼續(xù)采用上述方法進(jìn)行逐板計(jì)算，直至計(jì)算到≤xW為止。因再沸器相當(dāng)一塊理論板，故提餾段所需理論板數(shù)（m-1）。74-此后，使用提餾段操作線方程和平衡方程，繼續(xù)采用上述方法進(jìn)行逐3、圖解法：在x-y坐標(biāo)圖上畫出平衡曲線和對(duì)角線。畫精餾段操作線。畫ｑ線。畫提餾段操作線。畫直角梯級(jí)。從a點(diǎn)開始，在精餾段操作線與平衡線之間作直角梯級(jí)，當(dāng)梯級(jí)跨過兩操作線交點(diǎn)d點(diǎn)時(shí)，則改在提餾段操作線與平衡線之間作直角梯級(jí)，直至梯級(jí)的垂線達(dá)到或跨過c點(diǎn)為止。應(yīng)該指出：當(dāng)梯級(jí)跨過兩操作線交點(diǎn)d時(shí)，此梯級(jí)為進(jìn)料板，即為適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料位置。此時(shí)對(duì)一定的分離任務(wù)而言，如此作圖所需理論板數(shù)為最少。75-3、圖解法：在x-y坐標(biāo)圖上畫出平衡曲線和對(duì)角線。75-五、實(shí)際塔板數(shù)和板效率由于氣、液兩相在塔板上的接觸時(shí)間有限，使得離開塔板的氣相與液相，一般不能達(dá)到平衡狀態(tài)，即每一層塔板實(shí)際上起不到一層理論板的作用。因此，在指定條件下在指定條件下進(jìn)行精餾操作所需要的實(shí)際板數(shù)N較理論板數(shù)NT為多。NT與N之比稱為塔板效率ET，即：

單板效率76-五、實(shí)際塔板數(shù)和板效率由于氣、液兩相在塔板上的接觸時(shí)間有限，回流比回流的作用1、向塔內(nèi)提供一定數(shù)量的液流；2、向塔內(nèi)提供了易揮發(fā)組分，維持塔內(nèi)的穩(wěn)定操作。

精餾操作中，回流是構(gòu)成氣液兩相接觸傳質(zhì)、使原料液中各組分進(jìn)行高純度分離的必要條件，而回流皆大小則是影響精餾塔設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)的重要因素。

回流包括：塔頂液相回流和塔底氣相回流。77-回流比回流的作用精餾操作中，回流是構(gòu)成氣液兩相回流比對(duì)精餾操作的影響一、回流比R與理論塔板數(shù)NT的關(guān)系R增大，L增大，D下降，對(duì)生產(chǎn)不利，但R增大，操作線的斜率減小，操作線往對(duì)角線上靠，每塊板的提濃能力提高，完成相同的分離要求，所需的NT減少，對(duì)生產(chǎn)有利?；亓鞅扔袃蓚€(gè)極限值，一是全回流，二是最小回流比。78-回流比對(duì)精餾操作的影響一、回流比R與理論塔板數(shù)NT的關(guān)系78二、全回流與最少理論塔板數(shù)Nmin全回流的特點(diǎn)是：F=0，D=0，W=0，R=∞，在(x-y)圖上兩條操作線合二為一，且與對(duì)角線重合。

全回流的操作線方程為

yn+1=xn

對(duì)于完成同樣的分離任務(wù)而言，全回流時(shí)所需的理論塔板數(shù)為最少。

全回流操作主要用于精餾塔的開工階段、調(diào)試或?qū)嶒?yàn)研究等方面。

全回流即回流比R=∞，是所取回流比的上限。79-二、全回流與最少理論塔板數(shù)Nmin全回流的特點(diǎn)是：F=0，D

三、最小回流比Rmin

1、最小回流比Rmin的概念當(dāng)回流比R減至某一數(shù)值時(shí)，兩條操作線的交點(diǎn)d落在平衡曲線上，這時(shí)所需的理論板數(shù)為無窮多，故稱此時(shí)的回流比為最小回流比.又因此時(shí)d點(diǎn)前后各板上氣液兩相組成無變化，即無增濃作用，所以也稱此區(qū)為恒濃區(qū)(或稱挾緊區(qū))，d點(diǎn)稱為挾緊點(diǎn)，顯然，最小回流比是回流比的下限。

80-三、最小回流比Rmin80-2、最小回流比Rmin的求?、僮鲌D法：

*正常平衡曲線：

*不正常平衡曲線：當(dāng)回流比減少至某一值時(shí)，操作線與平衡線先相切一點(diǎn)，故操作線的斜率：81-2、最小回流比Rmin的求取①作圖法：*不正常平衡曲線：8②計(jì)算法：正常平衡曲線

精餾段操作線與q線交點(diǎn)落在平衡線上，故：

對(duì)于不同的進(jìn)料狀態(tài)，q、xq不同，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化。

不正常平衡曲線

最小回流比的計(jì)算只能通過求操作線的斜率82-②計(jì)算法：正常平衡曲線對(duì)于不同的進(jìn)料狀態(tài)，適宜回流比的選擇

Rm＜R宜＜全回流可通過經(jīng)濟(jì)核算來選擇

*操作費(fèi)用操作費(fèi)用由全凝器冷卻水用量和再沸器加熱蒸汽消耗量二項(xiàng)組成。此二項(xiàng)費(fèi)用取決于上升蒸汽量，D一定，V增加，回流比R增加，操作費(fèi)用增加。

*設(shè)備折舊費(fèi)用設(shè)備折舊費(fèi)包括精餾塔、冷凝器、再沸器等設(shè)備投資乘折舊率估算R宜=（1.2~2）Rm83-適宜回流比的選擇

Rm＜R宜＜全回流可連續(xù)精餾裝置的熱量衡算

本節(jié)計(jì)算內(nèi)容：冷卻水和加熱蒸汽的消耗量全塔熱量衡算加熱蒸汽帶入的熱量QB

進(jìn)料帶入的熱量QF回流液帶入的熱量QR

塔頂蒸汽帶出的熱量QV

塔底產(chǎn)品帶出的熱量QW熱損失QL

對(duì)于穩(wěn)定過程，輸入的熱量＝輸出的熱量QB+QF+QR=QV+QW+QL84-連續(xù)精餾裝置的熱量衡算

本節(jié)計(jì)算內(nèi)容：冷卻水和加熱蒸汽塔頂冷卻水消耗量的計(jì)算塔頂蒸汽帶入的熱QV；冷卻水帶入的熱Ql；冷凝液帶出的熱QL+D；冷卻水帶出的熱Q2；熱損Q損；

Qv+Ql=QL+D+Q2+Q損VIV+GCP水t1=（L+D）IL+GCp水t2V=L+D=D（R+1）IV-IL=rQ損=085-塔頂冷卻水消耗量的計(jì)算塔頂蒸汽帶入的熱QV；Qv+塔底加熱蒸汽消耗量的計(jì)算塔底液流帶入的熱QD；加熱蒸汽帶入的熱Q1；回流汽帶出的熱QV；加熱蒸汽帶出的熱Q2；殘液帶出的熱QW；熱損Q損。QD+Q1=QV+Q2+QW+Q損

LIL+WhI1=VIv+WhI2+WIw+Q損Q損不計(jì)，IL=IwV=L-WI1-I2=r86-塔底加熱蒸汽消耗量的計(jì)算塔底液流帶入的熱QD；86-LIL+WhI1=VIv+WhI2+WIw+Q損Q損不計(jì)，IL=IwV=L-WI1-I2=r塔底蒸汽加熱蒸汽消耗量：87-LIL+WhI1=VIv+WhI2+WIw+Q損87-討論題1、特殊蒸餾主要有哪幾種？各適用于什么場(chǎng)合。2、精餾塔開工前要做哪些準(zhǔn)備工作？3、精餾操作的開、停車步驟如何。需注意哪些安全問題？4、精餾過程中有哪些節(jié)能方式？5、塔板上氣液接觸狀態(tài)有哪幾種，各有何特點(diǎn)？6、當(dāng)精餾操作中出現(xiàn)壓力過高該如何調(diào)節(jié)？88-討論題1、特殊蒸餾主要有哪幾種？各適用于什么場(chǎng)合。88-7、當(dāng)精餾操作中出現(xiàn)釜溫過高該如何調(diào)節(jié)？8、精餾塔的液泛、漏液現(xiàn)象如何避免？9、精餾塔中可能出現(xiàn)的設(shè)備故障有哪些，如何處理？10、精餾塔在操作前為什么要進(jìn)行清掃？清掃時(shí)要注意什么？11、精餾塔操作前、檢修時(shí)為什么要裝拆盲板？12、精餾塔操作前為什么要進(jìn)行試壓、沖洗、干燥、置換等操作？13、精餾塔的操縱變量、干擾變量有哪些？14、精餾塔的控制變量有哪些，如何進(jìn)行控制？15、精餾塔安全開、停車應(yīng)注意哪些問題？16、精餾塔檢修安全要注意哪幾點(diǎn)？89-89-五、板式塔流體力學(xué)性能：1、塔板上的氣液接觸狀態(tài)鼓泡接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速較低時(shí)，氣體以鼓泡形式通過液層。由于氣泡的數(shù)量不多，形成的氣液混合物基本上以液體為主，此時(shí)塔板上存在著大量的清液。因氣泡占的比例較小，氣液兩面三刀相接觸的表面積不大，傳質(zhì)效率很低。泡沫接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速增加，缺泡數(shù)量集聚增加，氣泡不斷的發(fā)生碰撞和破裂，此時(shí)板上液體大部分以液膜的形式存在于氣泡之間，形成一些直徑較小、擾動(dòng)十分劇烈的動(dòng)態(tài)泡沫，由于泡沫接觸的表面積大，并不斷的更新，為兩相傳質(zhì)傳熱提供了良好的條件。噴射接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速繼續(xù)增加，由于氣體動(dòng)能很大，把板上液體向上噴成大小不等的液滴，直徑較大的液滴受重力作用又落回到板上，直徑較小的液滴被氣體帶走，形成液沫夾帶。90-五、板式塔流體力學(xué)性能：1、塔板上的氣液接觸狀態(tài)90-2、氣體通過塔板的壓降上升氣流通過塔板時(shí)需要克服一定的阻力,該阻力形成塔板的壓降.它包括：塔板本身的干板阻力；板上氣液層的靜壓力；液體的表面張力3、液面落差。當(dāng)液體橫向流過塔板時(shí)，為克服板上的摩擦阻力和板上部件（泡罩、浮閥等）的局部阻力需要一定的液位差。91-2、氣體通過塔板的壓降3、液面落差。91-六、塔板上的異常操作現(xiàn)象霧（液）沫夾帶

液沫夾帶塔板上的部分液體產(chǎn)生與液體主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)，即大、小液滴被上升的氣體帶到上層塔板上。

氣泡夾帶塔板上部分氣體產(chǎn)生與主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)，即氣泡被下降的液體卷入下層塔板上。液沫夾帶和氣泡夾帶均屬“返混現(xiàn)象”，其結(jié)果均使傳質(zhì)推動(dòng)力減小，故對(duì)傳質(zhì)不利。92-六、塔板上的異常操作現(xiàn)象霧（液）沫夾帶92-液泛（淹塔）

一種是降液管液泛，它是由于塔內(nèi)氣氣速過大使降液管內(nèi)液面升高至上層塔板的溢流堰頂，或塔內(nèi)液體流量過大，使降液馪不能及時(shí)將液體排出而使降液馪內(nèi)液面升高導(dǎo)致液泛。另一種情況是過量液沫夾帶液泛，即由于氣速過大使液沫夾帶量過大而使降液管無法及時(shí)將板上液體排至下一層塔板上所致?？傊?，液泛是塔操作的上限。為防止液泛產(chǎn)生，應(yīng)選擇適宜的操作氣速，以保證塔的正常操作。漏液：

漏液是液體不經(jīng)正常的降液管通道流到下一層塔板。產(chǎn)生漏液的原因是因?yàn)闅馑龠^小或氣體分布不均勻所致。嚴(yán)重漏液是塔板上不能積累液層，使板上氣液兩相不能良好接觸，致使塔板不能正常操作。93-93-

在化工生產(chǎn)過程中，常需要將原料、中間產(chǎn)物或粗產(chǎn)物進(jìn)行分離，以獲得符合工藝要求的化工產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。例如將原油蒸餾可得到汽油、煤油、柴油及重油等；將混合芳烴蒸餾可得到苯、甲苯及二甲苯等；將液態(tài)空氣蒸餾可得到純態(tài)的液氧和液氮等。

蒸餾是分離均相液體混合物的一種方法。模塊七蒸餾技術(shù)94-在化工生產(chǎn)過程中，常需要將原料、任務(wù)一了解蒸餾過程及其應(yīng)用在化工生產(chǎn)過程中，多數(shù)原料和半成品都是混合液，要想得到較高純度的物質(zhì)，就需要進(jìn)行分離和精制。例如將石油分離為汽油、煤油、柴油及重油等；又如從糧食、薯類的發(fā)酵液中制酒精。石油、乙醇水溶液等很多混合液有一個(gè)共同物征——互溶、均質(zhì)。人們將具有互溶、均質(zhì)的液體混合物稱為均相溶液。蒸餾、萃取等操作均可將均相溶液分離為較純組分的單元操作。但蒸餾操作是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種單元操作。實(shí)際生產(chǎn)中的蒸餾操作過程可根據(jù)溶液性質(zhì)、生產(chǎn)目的與要求而采用不同的方法。當(dāng)物質(zhì)比較容易分離或分離要求不高時(shí)，可采用簡(jiǎn)單蒸餾或閃蒸，較難分離的物質(zhì)可采用精餾，很難分離的物質(zhì)或用普通精餾方法不能分離的則可采用特殊精餾。其中應(yīng)用最為廣泛的是精餾。95-任務(wù)一了解蒸餾過程及其應(yīng)用在化工生按操作方式：間歇蒸餾、連續(xù)蒸餾按蒸餾方法：簡(jiǎn)單蒸餾、精餾、特殊精餾按操作壓力：常壓蒸餾、加壓蒸餾、負(fù)壓蒸餾按分離組分?jǐn)?shù)目：兩組分精餾、多組分精餾蒸餾操作的分類96-按操作方式：間歇蒸餾、連續(xù)蒸餾蒸餾操作的分類3簡(jiǎn)單蒸餾

簡(jiǎn)單蒸餾又稱微分蒸餾，也是一種單級(jí)蒸餾操作，常以間歇方式進(jìn)行。簡(jiǎn)單蒸餾裝置如圖8－9所示?；旌弦涸谡麴s釜中受熱后部分氣化，產(chǎn)生的蒸氣隨即進(jìn)入冷凝器中冷凝，冷凝液不斷流入接受器中，作為餾出液產(chǎn)品。由于氣相組成y大于液相組成x，因此隨著過程的進(jìn)行，釜中液相組成不斷下降，使得與之平衡的氣相組成（餾出液組成）亦隨時(shí)降低，而釜內(nèi)液體的沸點(diǎn)逐漸升高。通常當(dāng)餾出液平均組成或釜?dú)堃航M成降至某規(guī)定值后，即停止蒸餾操作。在一批操作中，餾出液可分批收集，以分別得到不同組成的餾出液。簡(jiǎn)單蒸餾多用于混合液的初步分離。97-簡(jiǎn)單蒸餾

簡(jiǎn)單蒸餾又稱微分蒸餾，也是一種單級(jí)蒸餾平衡蒸餾

平衡蒸餾（或閃蒸）是一種單級(jí)蒸餾操作。在單級(jí)釜內(nèi)進(jìn)行平衡蒸餾時(shí)，釜內(nèi)液體混合物被部分氣化，并使氣相與液相處于平衡狀態(tài)，然后將氣液兩相分開。這種操作既可以間歇方式又可以連續(xù)方式進(jìn)行?；どa(chǎn)中多采用如圖8－8所示的連續(xù)操作的平衡蒸餾裝置。混合液先經(jīng)加熱器加熱，使液體溫度高于分離器壓強(qiáng)下液體的沸點(diǎn)，然后通過減壓閥使其降壓后進(jìn)入分離器中，此時(shí)過熱的液體混合物即被部分氣化，平衡的氣液兩相在分離器中得到分離。通常分離器又稱為閃蒸罐（塔）。98-平衡蒸餾

平衡蒸餾（或閃蒸）是一種單級(jí)蒸餾操作。在原料液溶液由塔中部加入，液體在塔內(nèi)處于沸騰狀態(tài)，產(chǎn)生的蒸汽沿塔上升，從塔頂引出進(jìn)入冷凝器冷凝，冷凝液一部分作為塔頂產(chǎn)品，一部分回流至塔內(nèi)液相回流，液相沿塔下降至塔底引出，進(jìn)入再沸器被間接加熱沸騰汽化，所產(chǎn)生的蒸汽由再沸器引入塔內(nèi)汽相回流，沿塔上升，沒汽化的液相作為塔底產(chǎn)品。由此可知，塔內(nèi)所進(jìn)行的精餾過程可視為一股上升的汽流與一股下降液流在塔內(nèi)逆流流動(dòng)，直接接觸，在兩股流體間實(shí)現(xiàn)了熱量、質(zhì)量的傳遞。一、精餾流程99-原料液溶液由塔中部加入，液體在塔內(nèi)處于沸騰狀態(tài)二、精餾操作

粗甲醇的精餾100-二、精餾操作

粗甲醇的精餾7-蒸餾的概念定義：將液體均相混合物加熱，使之沸騰汽化，利用各組分沸點(diǎn)（揮發(fā)度）不同的特性進(jìn)行分離的一種單元操作。實(shí)質(zhì)：傳熱和傳質(zhì)過程處理對(duì)象：液體均相混合物過程特征：

1）全部汽化、全部冷凝——不能分離

2）部分汽化、部分冷凝——能夠分離目的：分離液體混合物專有名詞：塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品101-蒸餾的概念定義：將液體均相混合物加熱，使之沸騰汽化，利用各組三蒸餾分離的特點(diǎn)可直接獲得產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單適用范圍廣泛可以將氣態(tài)物先液化再分離，如空分；可將固態(tài)物先熔化再分離，如分離脂肪酸混合物。需要消耗大量的能量，對(duì)于加壓或減壓將消耗額外的能量。102-三蒸餾分離的特點(diǎn)可直接獲得產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單9-五板式塔

一、板式塔的主要結(jié)構(gòu)：塔體；塔板；氣體及液體進(jìn)口裝置103-五板式塔一、板式塔的主要結(jié)構(gòu)：10-塔板結(jié)構(gòu)塔板可分為有降液管式塔板和無降液管式塔板兩類。

有降液管式塔板上：氣液兩相呈錯(cuò)流方式接觸，這種塔板效率較高，具有較大操作彈性，使用廣泛。

無降液管式塔板上：氣液兩相呈逆流接觸，塔板板面利用率較高，生產(chǎn)能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效率較低，操作彈性較小，工業(yè)使用較少。

104-塔板結(jié)構(gòu)塔板可分為有降液管式塔板和無降液管式塔板兩類。11-105-12-106-13-泡罩塔：主要元件為升氣管用泡罩。泡罩的下部周邊有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。篩孔塔：篩孔塔板簡(jiǎn)稱篩板，塔板上開有許多均勻的小孔，篩孔在塔板上按一定的規(guī)律排列，塔板上設(shè)置溢流堰，使板上保證一定厚度的液層。塔板類型107-泡罩塔：主要元件為升氣管用泡罩。泡罩的下部周邊有很多齒縫，齒浮閥塔：在塔板上開有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可以上下浮動(dòng)的閥片。閥片連有幾個(gè)閥腿，而使閥片不被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下彎的定距片，當(dāng)氣流很小時(shí)，保持閥片與塔板間有一定的間距。噴射塔：在噴射型塔板上，氣體沿水平方向噴出，不再通過較厚的液層而鼓泡，因而塔板壓降降低，可采用較大的操作氣速，提高了生產(chǎn)能力。

噴射塔有：舌型塔板、浮舌塔板、斜孔塔板、垂直篩板108-浮閥塔：在塔板上開有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可以上下浮動(dòng)塔板的面積分四個(gè)區(qū)域：鼓泡區(qū)；為氣液傳質(zhì)的有效區(qū)域溢流區(qū)：溢流管及受液盤所占的區(qū)域安定區(qū)：在鼓泡區(qū)和溢流區(qū)之間的面積邊緣區(qū)：在靠近塔壁的部分，需留出一圈用于支持塔板邊梁使用的邊緣區(qū)域109-塔板的面積分四個(gè)區(qū)域：16-110-17-111-18-112-19-塔板上的氣液接觸狀態(tài)（增大接觸面積）鼓泡接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速較低時(shí)，氣體以鼓泡形式通過液層。由于氣泡的數(shù)量不多，形成的氣液混合物基本上以液體為主，此時(shí)塔板上存在著大量的清液。因氣泡占的比例較小，氣液兩相接觸的表面積不大，傳質(zhì)效率很低。113-塔板上的氣液接觸狀態(tài)（增大接觸面積）20-泡沫接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速增加，缺泡數(shù)量集聚增加，氣泡不斷的發(fā)生碰撞和破裂，此時(shí)板上液體大部分以液膜的形式存在于氣泡之間，形成一些直徑較小、擾動(dòng)十分劇烈的動(dòng)態(tài)泡沫，由于泡沫接觸的表面積大，并不斷的更新，為兩相傳質(zhì)傳熱提供了良好的條件。噴射接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速繼續(xù)增加，由于氣體動(dòng)能很大，把板上液體向上噴成大小不等的液滴，直徑較大的液滴受重力作用又落回到板上，直徑較小的液滴被氣體帶走，形成液沫夾帶。114-泡沫接觸狀態(tài)：當(dāng)氣速增加，缺泡數(shù)量集聚增加，氣泡不斷的發(fā)生碰氣體通過塔板的壓降上升氣流通過塔板時(shí)需要克服一定的阻力,該阻力形成塔板的壓降.它包括：塔板本身的干板阻力；板上氣液層的靜壓力；液體的表面張力液面落差。當(dāng)液體橫向流過塔板時(shí)，為克服板上的摩擦阻力和板上部件（泡罩、浮閥等）的局部阻力需要一定的液位差。115-氣體通過塔板的壓降液面落差。22-霧（液）沫夾帶

液沫夾帶塔板上的部分液體產(chǎn)生與液體主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)，即大、小液滴被上升的氣體帶到上層塔板上。

氣泡夾帶塔板上部分氣體產(chǎn)生與主體流動(dòng)方向相反的流動(dòng)，即氣泡被下降的液體卷入下層塔板上。液沫夾帶和氣泡夾帶均屬“返混現(xiàn)象”，其結(jié)果均使傳質(zhì)推動(dòng)力減小，故對(duì)傳質(zhì)不利。

要裝除沫器，降液管的工效。116-霧（液）沫夾帶23-液泛（淹塔）

一種是降液管液泛，它是由于塔內(nèi)氣氣速過大使降液管內(nèi)液面升高至上層塔板的溢流堰頂，或塔內(nèi)液體流量過大，使降液管不能及時(shí)將液體排出而使降液管內(nèi)液面升高導(dǎo)致液泛。另一種情況是過量液沫夾帶液泛，即由于氣速過大使液沫夾帶量過大而使降液管無法及時(shí)將板上液體排至下一層塔板上所致。總之，液泛是塔操作的上限。為防止液泛產(chǎn)生，應(yīng)選擇適宜的操作氣速，以保證塔的正常操作。

117-24-漏液：

是液體不經(jīng)正常的降液管通道流到下一層塔板。產(chǎn)生漏液的原因是因?yàn)闅馑龠^小或氣體分布不均勻所致。嚴(yán)重漏液是塔板上不能積累液層，使板上氣液兩相不能良好接觸，致使塔板不能正常操作。118-漏液：是液體不經(jīng)正常的降液管通道流到下一層塔板。產(chǎn)操作參數(shù)和負(fù)荷性能圖當(dāng)物系性質(zhì)及塔板結(jié)構(gòu)已定時(shí)，塔的操作參數(shù)即指氣、液負(fù)荷。負(fù)荷性能圖即是將維持塔的正常操作所允許的氣、液負(fù)荷范圍的圖示。119-操作參數(shù)和負(fù)荷性能圖當(dāng)物系性質(zhì)及塔板結(jié)構(gòu)已定時(shí)，塔負(fù)荷性能圖是由五條線圍成，即漏液線、液體流量下限線、液體流量上限線、液泛線和過量液沫夾帶線。由五條線所包圍的區(qū)域?yàn)樗宓恼２僮鲄^(qū)。塔的實(shí)際操作液氣比應(yīng)在此區(qū)域內(nèi)。對(duì)一定的物系，負(fù)荷性能圖依塔板的類型、結(jié)構(gòu)尺寸不同而異。對(duì)同一類型塔板，塔板開孔率、板間距不同，負(fù)荷性能圖亦不同。上、下操極限的氣體負(fù)荷之比稱塔板的操作彈性。120-負(fù)荷性能圖是由五條線圍成，即漏液線、液體流量下限線、液體流量任務(wù)三獲取蒸餾知識(shí)一、雙組分理想溶液的汽液相平衡

雙組分組成表示：x表示液相組成，y表示氣相組成。質(zhì)量分?jǐn)?shù)：A、B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別用mA,mB摩爾分?jǐn)?shù)：xA、xB常用A、B分別表示易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分。為了方便常以x、y分別表示揮發(fā)組分A的液、氣相組成。121-任務(wù)三獲取蒸餾知識(shí)一、雙組分理想溶液的汽液相平衡281、什么是理想物系？液相—--是理想溶液—---遵循拉烏爾定律汽相—--是理想氣體—---遵循理想氣體狀態(tài)方程

122-1、什么是理想物系？29-2、什么是理想溶液?

對(duì)于雙組分溶液,當(dāng)兩組分（A+B）的性質(zhì)相近、液相內(nèi)相同分子間的作用力（αAA、αBB）與不同分子間的作用力（αAB）相近、各組分分子體積大小相近。

宏觀上表現(xiàn)為：兩組分混合時(shí)既無熱效應(yīng)又無體積效應(yīng)，這種溶液稱為理相溶液。123-2、什么是理想溶液?對(duì)于雙組分溶液,當(dāng)兩組

在一定溫度下，溶液上方某組分的蒸汽壓等于同溫度下該純組分的飽和蒸汽壓乘它在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)。

即：PA=PoAxAPB=PoBxB=PoB（1—xA）3、氣液相平衡關(guān)系：124-在一定溫度下，溶液上方某組分的蒸汽壓等于同溫度下該純組分的

混合物的總壓等于分壓之和.

P=PA+PB

P=PoAxA+PoBxB

道爾頓分壓定律125-混合物的總壓等于分壓之和.道爾頓分壓定律32-理想溶液的汽-液平衡方程：

該式稱理想溶液的汽、液相平衡方程，又稱為泡點(diǎn)方程，表示平衡物系的溫度和液相組成的關(guān)系。在一定壓強(qiáng)下，液體混合物開始沸騰產(chǎn)生第一個(gè)汽泡的溫度，稱為泡點(diǎn)溫度（簡(jiǎn)稱泡點(diǎn)）。126-理想溶液的汽-液平衡方程：該式稱理想溶液的汽該式稱理想溶液的汽、液相平衡方程，又稱為露點(diǎn)方程。該式表示平衡物系的溫度與氣相組成的關(guān)系。在一定的壓強(qiáng)下，混合蒸汽冷凝時(shí)開始出現(xiàn)第一個(gè)液滴時(shí)的溫度，稱為露點(diǎn)溫度（簡(jiǎn)稱露點(diǎn)）。氣液平衡時(shí)，露點(diǎn)溫度等于泡點(diǎn)溫度。127-該式稱理想溶液的汽、液相平衡方程，又稱為露點(diǎn)方例題：某苯-甲苯混合液在45℃時(shí)沸騰，外界壓力為20.3kPa。此時(shí)PoA=22.7kPa；PoB=7.6,kPa試求其液相組成。習(xí)題：某庚烷–辛烷混合液在40℃時(shí)沸騰，外界壓力為101.3kPa。此時(shí)PoA=122.7kPa；PoB=70.6,kPa試求其液相組成。128-例題：某苯-甲苯混合液在45℃時(shí)沸騰，外界壓力為20.3kP三、相對(duì)揮發(fā)度：揮發(fā)度——物質(zhì)揮發(fā)的難易程度。用“ν”表示?！は鄬?duì)揮發(fā)度——混合液中兩組分揮發(fā)度之比稱為該兩組分的相對(duì)揮發(fā)度，用α表示。

·用相對(duì)揮發(fā)度表示的相平衡關(guān)系：

129-三、相對(duì)揮發(fā)度：揮發(fā)度——物質(zhì)揮發(fā)的難易程度。用“ν”表示。當(dāng)α=1時(shí)，兩組分在汽、液相中濃度相同，用普通精餾是不能分離的；當(dāng)α＞1時(shí)，汽相濃度大于液相濃度，α愈大，愈易分離；當(dāng)α＜1時(shí)，液相濃度大于汽相濃度，可分離。

130-當(dāng)α=1時(shí)，兩組分在汽、液相中濃度相同，用普通精餾是不能分離二、汽液平衡相圖t-x圖、t-y圖有二個(gè)共同點(diǎn)：縱坐標(biāo)都是溶液的沸點(diǎn)；橫坐標(biāo)是溶液的濃度x、y，單位是摩爾分?jǐn)?shù)，都是從0-1。1、t-x、t-y圖：131-二、汽液平衡相圖t-x圖、t-y圖有二個(gè)共同點(diǎn)：縱坐標(biāo)都是2、t-x-y圖：

·作圖：以ｔ為縱軸，以ｘ（ｙ）為橫軸作圖132-2、t-x-y圖：·作圖：以ｔ為縱軸，以ｘ（ｙ）為橫軸·識(shí)圖：有二個(gè)點(diǎn)：A點(diǎn)：x=1純A組分t=353.2kB點(diǎn)：x=0純B組分t=383.2k有兩條曲線：t-x關(guān)系曲線：液相組成與泡點(diǎn)間的關(guān)系,液相線，飽和液相線；t-y關(guān)系曲線：汽相組成與露點(diǎn)間的關(guān)系,汽相線，飽和汽相線。

133-·識(shí)圖：40-三個(gè)區(qū)域t-x線下方：液相區(qū)，末飽和液相區(qū)；t-y線上方：汽相區(qū)，過熱蒸汽區(qū)；t-x,t-y線之間：溶液已沸騰汽化，但并沒有全部汽化，汽液共存飽和蒸汽區(qū)。

134-三個(gè)區(qū)域41-·討論討論:在恒定的壓力下，若將溫度為t1、組成為x1（圖中點(diǎn)A）的混合液加熱，當(dāng)溫度升高到t2（點(diǎn)B）時(shí)，溶液開始沸騰，此時(shí)產(chǎn)生第一個(gè)汽泡，該溫度即為泡點(diǎn)溫度。繼續(xù)升溫到t3（點(diǎn)C）時(shí)，汽液兩相共存，其汽相組成為y、液相組成為x，兩相互成平衡。同樣，若將溫度為t5、組成為y1（點(diǎn)E）的過熱蒸汽冷卻，當(dāng)溫度降到t4（點(diǎn)D）時(shí)，過熱蒸汽開始冷凝，此時(shí)產(chǎn)生第一個(gè)液滴，該溫度即為露點(diǎn)溫度。繼續(xù)降溫到t3（點(diǎn)C）時(shí)，汽液兩相共存。135-·討論討論:在恒定的壓力下，若將溫度為t1、組成為x1（圖結(jié)論：通過以上t-x-y圖討論，在液相區(qū)，泡點(diǎn)、露點(diǎn)、過熱蒸汽區(qū)組成都沒有改變，只有在汽液共存區(qū)，組成發(fā)生了變化。汽相中易揮發(fā)組成濃度提高了y1＞y0；

液相中難揮發(fā)組分濃度提高了x1＜x0136-結(jié)論：通過以上t-x-y圖討論，在液相區(qū)，泡點(diǎn)、露點(diǎn)、過熱蒸·t-x-y圖的作用：了解t與x，t與y之間的關(guān)系；汽相量、液相量、汽發(fā)率、液化率計(jì)算方法；蒸餾操作原理：部分汽化、部分冷凝。137-·t-x-y圖的作用：了解t與x，t與y之間的關(guān)系；44-3、x-y圖：作圖：以x為橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)

在對(duì)角線上一點(diǎn):x=y在平衡線上一點(diǎn):氣、液互成平衡138-3、x-y圖：作圖：以x為橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)45-·討論：x-y圖表示在一定P下，汽、液相間組成關(guān)系平衡曲線偏離對(duì)角線愈遠(yuǎn)，表示y愈大于x.該溶液愈易分離?？倝簩?duì)x-y圖的影響不大x-y圖可用實(shí)驗(yàn)方法或露點(diǎn)方程求取139-·討論：x-y圖表示在一定P下，汽、液相間組成關(guān)系46-雙組分精餾的工藝計(jì)算恒摩爾流假定①恒摩爾氣流：在精餾塔內(nèi)，各層塔板上升蒸氣摩爾流量相等，即：精餾段：V1=V2=V3=…=V=常數(shù)提餾段：V’1=V’2=V’3=…=V’=常數(shù)但兩段上升的蒸氣摩爾流量不一定相等。140-雙組分精餾的工藝計(jì)算恒摩爾流假定47-②恒摩爾液流在精餾塔內(nèi)，各層塔板下降的液體摩爾流量相等，即：精餾段：L1=L2=L3=…=L=常數(shù)提餾段：L’1=L’2=L’3=…=L’=常數(shù)

但兩段下降的液體摩爾流量不一定相等。141-②恒摩爾液流48-恒摩爾流動(dòng)假定成立的條件混合物中各組分的摩爾氣化熱相等。各板上液體顯熱的差異可忽略。塔設(shè)備保溫良好，熱損失可忽略。142-恒摩爾流動(dòng)假定成立的條件混合物中各組分的摩爾氣化熱相等。49143-50-一、物料衡算

式中：F、D、W——分別表示原料、塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品流量，kmol/h；xF、xD、xW——分別表示原料中、塔頂產(chǎn)品、塔底產(chǎn)品易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)。1、全塔物料衡算

衡算范圍：虛線框

衡算基準(zhǔn)：?jiǎn)挝粫r(shí)間

總物料衡算：F=D+W

易揮發(fā)組分：FXF=DXD+WXW

144-一、物料衡算式中：1、全塔物料衡算51-145-52-146-53-147-54-2、操作線方程

①精餾段操作線方程對(duì)虛線范圍（包括精餾段第n+1板和冷凝器在內(nèi)）作物料衡算，以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，即：

總物料衡算：V=L+D易揮發(fā)組分的物料衡算：Vyn+1=Lxn+1+DxD

式中：V、L——分別表示精餾段內(nèi)每塊塔板上升蒸氣的摩爾流量和下降液體的摩爾流量，kmol/h；yn+1——精餾段中任意第n+1層板上升的蒸氣組成，摩爾分?jǐn)?shù)；xn——精餾段中任意第n層板下降的液體組成，摩爾分?jǐn)?shù)。

148-2、操作線方程

①精餾段操作線方程對(duì)虛線范圍（包括精餾段第上式稱為精餾段操作線方程式此式表示在一定操作條件下，精餾段內(nèi)自任意第n層板下降的液相組成xn與其相鄰的下一層板上升蒸氣相組成yn+1之間的關(guān)系。149-上式稱為精餾段操作線方程式56-②提餾段操作線方程對(duì)虛線范圍作物料衡算，即：

總物料:L’=V’+W易揮發(fā)組分:L’x’m=V’y’m+1+Wxw式中：y’m+1------提餾段第m層板下降液體中易揮發(fā)組分的摩爾分率；x’m-----提餾段第m+1層板上升蒸氣中易揮發(fā)組分的摩爾分率。150-②提餾段操作線方程對(duì)虛線范圍作物料衡算，即：

總物料:L’=該式為提餾段操作線方程。該方程的物理意義是表達(dá)在一定的操作條件下，提餾段內(nèi)自任意第m板下降的液相組成與其相鄰的下一層塔板第m+1板上升的蒸汽組成之間的關(guān)系。應(yīng)該指出，提餾段內(nèi)液體摩爾流量，除回流液外還受進(jìn)料量及進(jìn)料熱狀況的影響。151-58-152-59-3、進(jìn)料熱狀況的影響①、精餾塔的進(jìn)料熱狀況在實(shí)際生產(chǎn)中，加入精餾塔中的原料液可能有以下五種不同的熱狀況：(1)溫度低于泡點(diǎn)的冷液體。(2)泡點(diǎn)下的飽和液體。(3)溫度介于泡點(diǎn)和露點(diǎn)之間的氣液混合物。(4)露點(diǎn)下的飽和蒸氣。(5)溫度高于露點(diǎn)的過熱蒸氣。153-3、進(jìn)料熱狀況的影響①、精餾塔的進(jìn)料熱狀況60-②進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響

冷液進(jìn)料，提餾段內(nèi)回流液流量包括以下三部分：精餾段的回流液流量；原料液流量；為將原料液加熱到板上溫度，必然會(huì)有一部分自提餾段上升的蒸氣被冷凝下來，冷凝液也成為的一部分。由于這部分蒸氣的冷凝，故上升到精餾段的蒸氣量比提餾段的要少，其差額即為冷凝的蒸氣量。L`>L+FV`>V154-②進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響冷液進(jìn)進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料。由于原料液的溫度與板上液體的溫度相近，因此原料液全部進(jìn)入提餾段，作為提餾段的回流液，而兩段上升蒸氣流量則相等。L`=L+FV`=V155-進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響對(duì)于泡點(diǎn)進(jìn)料。由于原料液進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響氣液混合物進(jìn)料，則進(jìn)料中液相部分成為L(zhǎng)‘的一部分，而蒸氣部分則成為V的一部分。L<L’<L+FV’<V156-進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響氣液混合物進(jìn)料，則進(jìn)料中進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響飽和蒸氣進(jìn)料。整個(gè)進(jìn)料變?yōu)閂的一部分，而兩段的液體流量則相等，L=L‘V=V’+F157-進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響飽和蒸氣進(jìn)料。整個(gè)進(jìn)料變進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響過熱蒸氣進(jìn)料，此種情況與冷液體進(jìn)料的恰好相反，精餾段上升蒸氣流量包括以下三部分：提餾段上升蒸氣流量；原料液流量；為將進(jìn)料溫度降到板上溫度，必然會(huì)有一部分來自精餾段的回流液體被氣化，氣化的蒸氣量也成為中的一部分。由于這部分液體的氣化，故下降到提餾段中的液體量將比精餾段的少，其差額即為氣化的那部分液體量。

L‘<LV>V’158-進(jìn)料熱狀況對(duì)進(jìn)料板上、下各流股的影響過熱蒸氣進(jìn)料，此種情況與總物料衡算式為:F+L+V’=V+L’總熱量衡算式為：FiF+Li+V’I’=VI+L’I’+熱損失對(duì)進(jìn)料板分別作總物料衡算及熱量衡算159-總物料衡算式為:對(duì)進(jìn)料板分別作總物料衡算及熱量衡算66-忽略設(shè)備的熱損失及相鄰兩塔板間汽、液流各自的的變化和組成變化，則：i≈i‘、I≈I‘，熱損為零

FiF+Li+V’I=VI+L’I

F（I–iF）=（L’-L）（I–i）

160-忽略設(shè)備的熱損失及相鄰兩塔板間汽、液流各自的的變化和組成變化

L’=L+q?F

V’=V-（1-q）Fq值的大小反映了進(jìn)料的熱狀況，稱為進(jìn)料的熱狀況參數(shù)。進(jìn)料的熱狀況不同，q值不同，對(duì)塔內(nèi)物料變化的影響不同。161-L’=L+q?F

V’=V-（1-q）Fq值不同熱狀況下的q線162-不同熱狀況下的q線69-五種不同進(jìn)料狀況總結(jié)163-五種不同進(jìn)料狀況總結(jié)70-三、理論板層數(shù)的求法1、理論板的概念所謂理論板是指離開這種板的氣液兩相互成平衡，而且塔板上的液相組成也可視為均勻一致的。例如，對(duì)任意層理論板n而言，離開該板的液相組成yn與氣相組成xn符合平衡關(guān)系。164-三、理論板層數(shù)的求法1、理論板的概念71-2、逐板計(jì)算法計(jì)算依據(jù)氣液平衡關(guān)系操作關(guān)系－－精餾段操作線方程、提餾段操作線方程計(jì)算條件塔頂采用全凝器；塔頂回流液體在泡點(diǎn)溫度下回流入塔；塔釜（再沸器）采用間接蒸汽加熱，再沸器相當(dāng)于一層理論板。165-2、逐板計(jì)算法計(jì)算依據(jù)72-計(jì)算步驟塔頂餾出液ｘＤ與上升蒸氣ｙ１相同，即：ｙ１=ｘＤ＝已知值離開理論板的氣液兩相組成是互成平衡的，故可由y1用氣液平衡方程求得x1。第二層塔板的上升蒸汽組成y2與第一層塔板下降液體組成x1符合精餾段操作線關(guān)系，故利用精餾段操作線方程可由x1求得y2，即如此重復(fù)計(jì)算，直至計(jì)算到xn≤xF（僅指泡點(diǎn)進(jìn)料的情況）時(shí)。第n層理論板是進(jìn)料板，精餾段所需理論板數(shù)為（n-1）。166-計(jì)算步驟第二層塔板的上升蒸汽組成y2與第一層塔板下降液體組成此后，使用提餾段操作線方程和平衡方程，繼續(xù)采用上述方法進(jìn)行逐板計(jì)算，直至計(jì)算到≤xW為止。因再沸器相當(dāng)一塊理論板，故提餾段所需理論板數(shù)（m-1）。167-此后，使用提餾段操作線方程和平衡方程，繼續(xù)采用上述方法進(jìn)行逐3、圖解法：在x-y坐標(biāo)圖上畫出平衡曲線和對(duì)角線。畫精餾段操作線。畫ｑ線。畫提餾段操作線。畫直角梯級(jí)。從a點(diǎn)開始，在精餾段操作線與平衡線之間作直角梯級(jí)，當(dāng)梯級(jí)跨過兩操作線交點(diǎn)d點(diǎn)時(shí)，則改在提餾段操作線與平衡線之間作直角梯級(jí)，直至梯級(jí)的垂線達(dá)到或跨過c點(diǎn)為止。應(yīng)該指出：當(dāng)梯級(jí)跨過兩操作線交點(diǎn)d時(shí)，此梯級(jí)為進(jìn)料板，即為適當(dāng)?shù)倪M(jìn)料位置。此時(shí)對(duì)一定的分離任務(wù)而言，如此作圖所需理論板數(shù)為最少。168-3、圖解法：在x-y坐標(biāo)圖上畫出平衡曲線和對(duì)角線。75-五、實(shí)際塔板數(shù)和板效率由于氣、液兩相在塔板上的接觸時(shí)間有限，使得離開塔板的氣相與液相，一般不能達(dá)到平衡狀態(tài)，即每一層塔板實(shí)際上起不到一層理論板的作用。因此，在指定條件下在指定條件下進(jìn)行精餾操作所需要的實(shí)際板數(shù)N較理論板數(shù)NT為多。NT與N之比稱為塔板效率ET，即：

單板效率169-五、實(shí)際塔板數(shù)和板效率由于氣、液兩相在塔板上的接觸時(shí)間有限，回流比回流的作用1、向塔內(nèi)提供一定數(shù)量的液流；2、向塔內(nèi)提供了易揮發(fā)組分，維持塔內(nèi)的穩(wěn)定操作。

精餾操作中，回流是構(gòu)成氣液兩相接觸傳質(zhì)、使原料液中各組分進(jìn)行高純度分離的必要條件，而回流皆大小則是影響精餾塔設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)的重要因素。

回流包括：塔頂液相回流和塔底氣相回流。170-回流比回流的作用精餾操作中，回流是構(gòu)成氣液兩相回流比對(duì)精餾操作的影響一、回流比R與理論塔板數(shù)NT的關(guān)系R增大，L增大，D下降，對(duì)生產(chǎn)不利，但R增大，操作線的斜率減小，操作線往對(duì)角線上靠，每塊板的提濃能力提高，完成相同的分離要求，所需的NT減少，對(duì)生產(chǎn)有利?；亓鞅扔袃蓚€(gè)極限值，一是全回流，二是最小回流比。171-回流比對(duì)精餾操作的影響一、回流比R與理論塔板數(shù)NT的關(guān)系78二、全回流與最少理論塔板數(shù)Nmin全回流的特點(diǎn)是：F=0，D=0，W=0，R=∞，在(x-y)圖上兩條操作線合二為一，且與對(duì)角線重合。

全回流的操作線方程為

yn+1=xn

對(duì)于完成同樣的分離任務(wù)而言，全回流時(shí)所需的理論塔板數(shù)為最少。

全回流操作主要用于精餾塔的開工階段、調(diào)試或?qū)嶒?yàn)研究等方面。

全回流即回流比R=∞，是所取回流比的上限。172-二、全回流與最少理論塔板數(shù)Nmin全回流的特點(diǎn)是：F=0，D

三、最小回流比Rmin

1、最小回流比Rmin的概念當(dāng)回流比R減至某一數(shù)值時(shí)，兩條操作線的交點(diǎn)d落在平衡曲線上，這時(shí)所需的理論板數(shù)為無窮多，故稱此時(shí)的回流比為最小回流比.又因此時(shí)d點(diǎn)前后各板上氣液兩相組成無變化，即無增濃作用