物料衡算和能量衡算

物料衡算和能量衡算2023/2/71物料衡算和能量衡算是工藝設(shè)計(jì)中最基本的設(shè)計(jì)內(nèi)容,一切化工過(guò)程的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、操作都是以物料平衡與能量平衡為基礎(chǔ)的。其中物料衡算是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，一般，在物料衡算之后，才能進(jìn)行能量衡算。物料衡算的目的：■找出原料與產(chǎn)品間的定量關(guān)系；■弄清物料的來(lái)龍去脈，對(duì)化工過(guò)程進(jìn)行模擬，挖掘設(shè)備的生產(chǎn)能力及改造現(xiàn)有的設(shè)備；■對(duì)于設(shè)計(jì)型的衡算，則要確定原料的消耗量及三廢的生成量，以利于合理組織生產(chǎn)與環(huán)境控制；■物料衡算是工藝設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)，用以確定設(shè)備的型式、規(guī)格、個(gè)數(shù)，管路設(shè)施及公用工程等。概述2023/2/72物料衡算有兩種情況，一種是對(duì)已有的生產(chǎn)設(shè)備或裝置，利用實(shí)際測(cè)定的數(shù)據(jù)，算出另一些不能直接測(cè)定的物料量。用此結(jié)果對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行分析、做出判斷、提出改進(jìn)措施。另一種是設(shè)計(jì)一種新的設(shè)備工裝置，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，先做物料衡算，求出進(jìn)出各設(shè)備的物料量，然后再做能量衡算，求出設(shè)備或過(guò)程的熱負(fù)荷，從而確定設(shè)備尺寸及整個(gè)工藝流程。概述2023/2/73物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，即在一個(gè)孤立的物系中，不論物質(zhì)發(fā)生任何變化，它的質(zhì)量始終不變。系統(tǒng)中的物料衡算一般表示式為對(duì)于穩(wěn)態(tài)、無(wú)化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，上式可寫(xiě)為：概述2023/2/74進(jìn)行能量衡算的基礎(chǔ)是能量守衡定律，即熱力學(xué)第一定律在化工生產(chǎn)中，能量消耗是一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，它是衡量工藝過(guò)程、設(shè)備設(shè)計(jì)等是否先進(jìn)合理的主要指標(biāo)之一。

E——系統(tǒng)由狀態(tài)1到狀態(tài)2能量的變化；

Q——加入系統(tǒng)中的熱量；

W’——系統(tǒng)對(duì)環(huán)境所做的功，包括體積功和軸功。概述2023/2/75對(duì)于有物料輸入輸出的系統(tǒng)，其能量平衡方程式用文字表達(dá)如下：

流動(dòng)輸入系統(tǒng)的能量速率從環(huán)境輸入熱的速率環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功的功率流動(dòng)輸出系統(tǒng)的能量速率系統(tǒng)內(nèi)能量累積的速率++-=概述2023/2/761、畫(huà)出流程示意圖將進(jìn)行衡算的過(guò)程，用框圖的形式畫(huà)出流程示意圖。2、列出已知數(shù)據(jù)，包括各種物料的狀態(tài)，如流量、溫度、壓力、密度、焓等（注意：所有數(shù)據(jù)的單位制統(tǒng)一）3、畫(huà)出衡算范圍---即找出隔離體4、確定衡算基準(zhǔn)衡算基準(zhǔn)包括以下幾個(gè)：■時(shí)間基準(zhǔn)■質(zhì)量基準(zhǔn)■體積基準(zhǔn)■干濕基準(zhǔn)物料衡算、能量衡算的基本步驟對(duì)于連續(xù)的操作過(guò)程常以單位時(shí)間作為基準(zhǔn)，對(duì)于間歇的操作過(guò)程，常以一批物料作為基準(zhǔn)5、進(jìn)行物料平衡計(jì)算或能量平衡計(jì)算2023/2/77物料衡算

隔離體中的質(zhì)量守恒如圖所示。取截面1-1至2-2之間的管段作為衡算范圍。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，進(jìn)料量－出料量＝隔離體中的累積量即：①定態(tài)流動(dòng)時(shí)：②

對(duì)不可壓縮流體：③

對(duì)于截面為圓管：流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算連續(xù)性方程2023/2/78能量衡算理想流體（μ=0）的機(jī)械能衡算方程理想流體管流的機(jī)械能守恒又稱(chēng)為柏努利方程流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算式中p——流體的壓強(qiáng)，Paz——流體相對(duì)于某個(gè)基準(zhǔn)面的高度，mu——流體的流速，m/s2023/2/79能量衡算流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算實(shí)際流體管流的機(jī)械能守恒（以單位質(zhì)量流體為衡算基準(zhǔn)）----單位質(zhì)量流體由截面1流至截面2的機(jī)械能損失（即阻力損失），J；----截面1至截面2間外界對(duì)單位質(zhì)量流體加入的機(jī)械能，J；----某截面上單位質(zhì)量流體動(dòng)能的平均值。2023/2/710

■不同衡算基準(zhǔn)下的柏努利方程：

以單位重量流體為衡算基準(zhǔn)，單位為m：

以單位體積流體為衡算基準(zhǔn)，單位為Pa：流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算能量衡算泵的揚(yáng)程泵的有效壓頭靜壓頭位壓頭動(dòng)壓頭2023/2/711流動(dòng)阻力計(jì)算

流體流動(dòng)阻力類(lèi)型：

■

直管阻力：流體流經(jīng)一定管徑的直管時(shí)，由于流體內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力。

■局部阻力：流體流經(jīng)管路中的管件、閥門(mén)以及管截面的突然擴(kuò)大或縮小等局部地方所引起的阻力。流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/712流動(dòng)阻力計(jì)算

■

直管阻力損失計(jì)算式：統(tǒng)一表達(dá)方法：式中λ是摩擦系數(shù)。流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算

Re——表示流體流動(dòng)型態(tài)的一個(gè)無(wú)因次的準(zhǔn)數(shù)2023/2/713流動(dòng)阻力計(jì)算流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算

Re<2000時(shí)，流體流動(dòng)型態(tài)為層流

Re>4000時(shí)，流體流動(dòng)型態(tài)為湍流在二者之間時(shí)，流體的流動(dòng)型態(tài)可能是層流，也可能是湍流，依賴(lài)于環(huán)境，稱(chēng)為過(guò)渡區(qū)。層流時(shí)：湍流時(shí)：2023/2/714流動(dòng)阻力計(jì)算①可以將Re數(shù)、相對(duì)粗糙度ε/d以及摩擦系數(shù)λ的關(guān)系，按照上式制成圖線，得到圖所示的摩擦系數(shù)圖。②實(shí)際管的相對(duì)粗糙度流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7152023/2/716流動(dòng)阻力計(jì)算

■直管阻力計(jì)算步驟：

Step1：明確使用條件：流體種類(lèi)、操作溫度、壓強(qiáng)（求μ、ρ）；管內(nèi)徑d、管長(zhǎng)l、相對(duì)粗糙度ε/d、流量V或流速u(mài)。

Step2：查圖（或公式）求λ。Step3：計(jì)算阻力流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/717流動(dòng)阻力計(jì)算

局部阻力計(jì)算：

■方法一：

近似認(rèn)為局部阻力損失服從平方定律：

ξ-----局部阻力系數(shù)，可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/718流動(dòng)阻力計(jì)算

■

方法二：

近似認(rèn)為局部阻力損失可以相當(dāng)于某個(gè)長(zhǎng)度的直管：

le-----管件的當(dāng)量長(zhǎng)度，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。

■當(dāng)量直徑：流體在流道里的流通截面積與潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)之比。例：試導(dǎo)出流道截面為圓形、矩形及環(huán)行的當(dāng)量直徑。已知：圓直徑d，矩形長(zhǎng)和寬為a和b，環(huán)形內(nèi)徑和外徑為d1和d2。流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/719流動(dòng)阻力計(jì)算解：1、圓截面：

2、矩形截面：

3、環(huán)形截面：流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/720泵的有效功率（揚(yáng)程）的計(jì)算流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算

泵的有效功率（揚(yáng)程）是指單位質(zhì)量（重量）液體通過(guò)泵（由進(jìn)口至出口）所獲得的能量的增值（W或米液柱）。2023/2/721流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算離心泵的效率計(jì)算泵的總效率：泵的有效功率與軸功率的比值稱(chēng)為泵的（總）效率。He——泵的有效壓頭，即單位重量液體自泵處凈獲得的能量，m；qv——泵的實(shí)際流量，m3/s；

——液體的密度，kg/m3；Ne——泵的有效功率，即單位時(shí)間內(nèi)液體從泵處獲得的機(jī)械能，WN

——由電機(jī)輸入離心泵的功率稱(chēng)為泵的軸功率，W2023/2/722管路計(jì)算分支與匯合管路計(jì)算：分支與匯合管路流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/723

流體輸送管路計(jì)算管路計(jì)算

例：用長(zhǎng)度l=50m,直徑

d1=25mm的總管，從高度z=1Om的水塔向用戶(hù)供水。在用水處水平安裝

d2=1Omm的支管10個(gè)，設(shè)總管的摩擦系數(shù)λ=0.03，總管的局部阻力系數(shù)

。支管很短，除閥門(mén)阻力外其他阻力可以忽略，試求：

計(jì)算用圖

（1）當(dāng)所有閥門(mén)全開(kāi)

(ξ=6.4)時(shí)，總流量為多少

m3/s?

（2）再增設(shè)同樣支路10個(gè)，各支路阻力同前，總流量有何變化?2023/2/724

流體輸送管路計(jì)算管路計(jì)算

解答：（1）忽略分流點(diǎn)阻力，在液面1與支管出口端面2間列機(jī)械能衡算式得：由質(zhì)量守恒式得：代入上式得：2023/2/725

流體輸送管路計(jì)算管路計(jì)算（2）如增設(shè)10個(gè)支路則2023/2/726

流體輸送管路計(jì)算管路計(jì)算支路增加一倍，總流量只增加2023/2/727管路計(jì)算關(guān)于交接點(diǎn)0處的能量交換和損失，有兩種解決方案：②若輸送管路的其它部分阻力較大，例L/d>1000，長(zhǎng)管之三通阻力可以忽略不計(jì)，則對(duì)于圖示的情況，列下列方程：①單位質(zhì)量流體跨越交接點(diǎn)的能量變化看作流過(guò)三通管的局部阻力損失，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得ξ的值。流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/728管路計(jì)算并聯(lián)管路計(jì)算：并聯(lián)管路規(guī)律：（1）支管阻力相等：（2）支管流量關(guān)系：

并聯(lián)管路（3）總流量與支管流量關(guān)系：流體流動(dòng)過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/729

流體輸送管路計(jì)算管路計(jì)算

計(jì)算用例：在上圖所示的輸水管路中，已知水的總流量為

3m3/s，水溫為

20℃。各支管總長(zhǎng)度分別為

l1=1200m，l2=1500m，l3=800m；管徑

d1=600mm,d2=500mm，d3=800mm；求

AB間的阻力損失及各管的流量。已知輸水管為鑄鐵管，ε=0.3mm。

解：假設(shè)各支管的流動(dòng)進(jìn)入平方阻力區(qū)：查圖，得：則：2023/2/730

流體輸送管路計(jì)算管路計(jì)算以下校核λ值：又：查表得知：故：2023/2/731

流體輸送管路計(jì)算管路計(jì)算代入：可以看出：各支管已進(jìn)入或接近阻力平方區(qū)，原假設(shè)成立，計(jì)算結(jié)果正確。求得：2023/2/732蒸餾及精餾是依靠物質(zhì)之間相對(duì)揮發(fā)度的差異，在氣液平衡狀態(tài)下分離液體混合物的一種單元操作。蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算液體均具有揮發(fā)而成為蒸汽的能力，但各種液體的揮發(fā)性是不同的。因此，液體混合物部分氣化所生成的氣相組成與液相組成將有差別，將滿(mǎn)足以下兩個(gè)關(guān)系：和2023/2/733按照蒸餾的方式可將其分為：簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾、精餾和特殊精餾。蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算平衡蒸餾又稱(chēng)為閃蒸，是一個(gè)連續(xù)定態(tài)的過(guò)程?；旌弦和ㄟ^(guò)加熱器升溫（未沸騰），在流過(guò)節(jié)流閥后，壓力突然下降。液體混合物在分離室中被部分汽化，并使氣相與液相處于平衡狀態(tài)。2023/2/734蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算簡(jiǎn)單蒸餾是一個(gè)間歇操作過(guò)程。將混合物加入蒸餾釜中，在恒壓下加熱至沸騰，使液體不斷氣化。陸續(xù)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)冷凝后作為頂部產(chǎn)物其中易揮發(fā)組分相對(duì)地富集。在蒸餾過(guò)程中，釜內(nèi)液體中的易揮發(fā)組分含量不斷的下降，蒸汽中的易揮發(fā)組分的含量也相應(yīng)地隨之降低。在每一瞬間生成的氣體都與殘存液體成平衡，因此又稱(chēng)為微分汽化或漸次汽化。2023/2/735蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算精餾是多級(jí)分離過(guò)程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝過(guò)程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離。連續(xù)精餾過(guò)程精餾區(qū)別于蒸餾的就在于回流，包括塔頂?shù)囊合嗷亓骱退糠制斐傻臍庀嗷亓??；亓魇菢?gòu)成氣、液兩相接觸傳質(zhì)的必要條件。同時(shí)組分之間揮發(fā)度的差異造成了有利的相平衡條件。2023/2/736蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算物料平衡指的是單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)塔的物料量應(yīng)等于離開(kāi)塔的諸物料量之和。汽液相平衡主要反映了蒸餾過(guò)程中汽相組成與液相組成間的關(guān)系。熱量平衡是指進(jìn)塔熱量和出塔熱量的平衡。在蒸餾進(jìn)行的過(guò)程中，在蒸餾設(shè)備中存在著三個(gè)平衡，即物料平衡、熱量平衡和汽液相平衡。2023/2/737理想物系應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：1、液相為理想溶液，滿(mǎn)足拉烏爾定律。

2、氣相為理想氣體，遵循道爾頓分壓定律。一般當(dāng)總壓不高于104kPa時(shí)，氣相可視為理想氣體。蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算兩組分理想溶液的精餾過(guò)程2023/2/738相平衡關(guān)系的表達(dá)形式1、用飽和蒸汽壓表示的氣液平衡關(guān)系

P0與溫度的關(guān)系符合安托因（Antoine)方程：（A、B、C的值可查閱相關(guān)手冊(cè)）蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算兩組分理想溶液的精餾過(guò)程2023/2/7392、用相對(duì)揮發(fā)度α表示的氣液平衡關(guān)系：設(shè)溶液中組分A、B的揮發(fā)度定義為：則兩個(gè)組分之間的相對(duì)揮發(fā)度定義為：所以，相平衡方程寫(xiě)為：對(duì)于理想溶液：相平衡關(guān)系的表達(dá)形式蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算兩組分理想溶液的精餾過(guò)程2023/2/740

3、氣液平衡相圖雙組分溶液的溫度－組成圖相平衡曲線相平衡關(guān)系的表達(dá)形式蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算兩組分理想溶液的精餾過(guò)程2023/2/741平衡蒸餾的物料衡算與熱量衡算平衡蒸餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算平衡蒸餾物料衡算對(duì)于連續(xù)定態(tài)過(guò)程做物料衡算可得：■總物料衡算：■易揮發(fā)組分的物料衡算：2023/2/742兩式聯(lián)立可得：式中：F、xF---加料流率，kmol/s及料液組成摩爾分?jǐn)?shù)；

D、y---氣相產(chǎn)物流率，kmol/s及組成摩爾分?jǐn)?shù)；

W、x---液相產(chǎn)物流率，kmol/s及組成摩爾分?jǐn)?shù)。平衡蒸餾物料衡算設(shè)液相產(chǎn)物占總加料量F的分率為q，氣化率為D/F＝(1-q)，代人上式整理可得：該方程稱(chēng)為q線方程。蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算平衡蒸餾2023/2/743加熱器的熱流量Q為：節(jié)流減壓，釋放顯熱---自身部分汽化，所以：所以料液加熱溫度為：平衡蒸餾熱量衡算式中tF、T---分別為料液溫度與加熱后的液體溫度，K；

te---閃蒸后氣、液兩相的平衡溫度，K；

Cm,p---混合液的平均摩爾熱容，kJ/(kmol·K)；

r---平均摩爾氣化熱，kJ/kmol。蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算平衡蒸餾2023/2/744應(yīng)用上述三個(gè)關(guān)系，可以解決閃蒸的各種計(jì)算問(wèn)題。如若已知原料液的流量、組成、溫度及汽化率，就可求得平衡的氣液相組成及溫度。平衡蒸餾氣液平衡關(guān)系蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算平衡蒸餾平衡溫度te及組成x之間應(yīng)滿(mǎn)足泡點(diǎn)方程平衡蒸餾中可設(shè)氣液兩相處于平衡狀態(tài)，即兩相溫度相同，組成互為平衡。因此，y與x之間應(yīng)滿(mǎn)足相平衡方程：若為理想溶液相平衡方程式為2023/2/745例題：將含苯摩爾分?jǐn)?shù)為0.7、甲苯摩爾分?jǐn)?shù)為0.3的溶液加熱氣化，氣化率為1/3。已知物系的相對(duì)揮發(fā)度為2.47，試計(jì)算平衡蒸餾時(shí)的氣相與液相組成。解：物料衡算式：相平衡方程：兩式聯(lián)立求得：蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算平衡蒸餾2023/2/746簡(jiǎn)單蒸餾的物料平衡蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算簡(jiǎn)單蒸餾平衡蒸餾是一個(gè)定態(tài)過(guò)程，而簡(jiǎn)單蒸餾則是個(gè)時(shí)變過(guò)程，因此，對(duì)它的衡算必須取一個(gè)時(shí)間微元dτ，對(duì)該時(shí)間微元的始末做物料衡算。若dτ時(shí)間內(nèi)蒸出的物料量為dW，釜內(nèi)液體組成相應(yīng)的由x降為（x-dx），對(duì)該時(shí)間微元作易揮發(fā)組分的物料衡算可得：對(duì)上式進(jìn)行整理，并略去二階無(wú)窮小量，得到：2023/2/747簡(jiǎn)單蒸餾的物料平衡蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算簡(jiǎn)單蒸餾對(duì)上式進(jìn)行積分，得到：如果將全過(guò)程的氣相產(chǎn)物冷凝后匯集一起，得到平均組成，則可對(duì)全過(guò)程的始末做物料衡算。2023/2/748二組分理想物系的精餾連續(xù)精餾過(guò)程一個(gè)完整的精餾塔的分為精餾段和提餾段。精餾段完成上升蒸汽的精制，提餾段完成下降液體的增濃。蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算精餾塔的組成2023/2/749設(shè)系統(tǒng)為定態(tài)過(guò)程?！鋈奈锪虾馑阌缮鲜鰞墒娇傻茫喝锪虾馑恪鲚p組分的物料衡算全塔的物料衡算二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/750

塔板的熱量衡算和物料衡算第n塊板Vn+1，yn+1，In+1Vn，yn，In,Ln-1，xn-1，in-1Ln，xn，in二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算某一塊塔板上的物料衡算和熱量衡算2023/2/751■物料衡算：■熱量衡算：

飽和蒸汽的焓I為泡點(diǎn)液體的焓i與氣化潛熱r之和，所以：對(duì)第n塊塔板作熱量衡算（不計(jì)熱量損失）：對(duì)第n塊塔板作物料衡算可得：總物料衡算式：輕組分衡算式：二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算某一塊塔板上的衡算某一塊塔板上的物料衡算和熱量衡算2023/2/752忽略組成與溫度所引起的飽和液體焓i及氣化潛熱r的差別，則假設(shè)：將物料衡算式代入上式，得：則：結(jié)論：在精餾塔內(nèi)沒(méi)有加科和出料的任一塊塔板中，各板上升的蒸汽量均相等，各板下降的液體量也均相等。二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算某一塊塔板上的物料衡算和熱量衡算2023/2/753適用：被分離組分沸點(diǎn)相差較小，氣化潛熱相近。①不同液體的摩爾氣化潛熱相近，V和L取摩爾流量，上述簡(jiǎn)化稱(chēng)為恒摩爾流假定；②不同液體的質(zhì)量氣化潛熱相近，V和L取質(zhì)量流量，上述簡(jiǎn)化稱(chēng)為恒質(zhì)量流假定。二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算某一塊塔板上的物料衡算和熱量衡算2023/2/754引入理論板和恒摩爾流假定后：相平衡方程：適用范圍：適用于精餾段、提餾段每一塊塔板；不適用于有物料加入或引出的塔板。物料衡算式：二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算某一塊塔板上的物料衡算和熱量衡算2023/2/755

精餾段的物料衡算整理后得到精餾段相鄰兩塊板之間氣液相組成間的關(guān)系—精餾段操作線方程：二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算精餾段的汽液相負(fù)荷■汽相負(fù)荷■液相負(fù)荷對(duì)如圖所示的隔離體做物料衡算2023/2/756■液相負(fù)荷為對(duì)如圖所示的隔離體做物料衡算得到提餾段中相鄰兩板氣液組成間的關(guān)系式---提餾段的操作線方程nNF，xFW，xWxn-1xnyn+1yn二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算提餾段的汽液相負(fù)荷■氣相負(fù)荷為根據(jù)前面的假定恒摩爾流假定，及物料衡算后，可以得到2023/2/757■全凝器的熱量衡算■部分冷凝器的熱量衡算■再沸器的熱量衡算二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算熱量衡算■全塔熱量衡算2023/2/758■兩股加料將塔分為三段，通過(guò)物料衡算，可分別得到各自的操作線方程若精餾塔中共有i個(gè)側(cè)線（包括加料口），則計(jì)算時(shí)應(yīng)將全塔分成i+1段，通過(guò)對(duì)每段進(jìn)行物料衡算，求出各自的操作線方程。第一段：二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算多側(cè)線塔2023/2/759其中、的值取決于第一股物料的進(jìn)料熱狀態(tài)。第二段：對(duì)如圖所示的隔離體做物料衡算:二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算多側(cè)線塔2023/2/760第三段：二組分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算多側(cè)線塔2023/2/761■側(cè)線出料抽出產(chǎn)品可以為飽和液體或飽和蒸汽，同樣精餾線和提餾線不發(fā)生變化，由物料衡算可得中段操作線：若側(cè)線出料為飽合液體時(shí)，上式變?yōu)椋憾M分理想物系的精餾蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算多側(cè)線塔2023/2/762與二元系或多元系蒸餾相比較石油精餾有它自己明顯的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)甚至?xí)?dǎo)致在實(shí)際設(shè)計(jì)中考慮不同的原則和采用不同的設(shè)計(jì)計(jì)算方法?！鍪彤a(chǎn)品是一種沸程范圍較寬的餾分，因此它的分餾精確度遠(yuǎn)較一般的蒸餾系統(tǒng)要求為低。■原油精餾塔是一個(gè)復(fù)合塔?！鲈趶?fù)合塔內(nèi)汽、煤、柴之間只有精餾段，而無(wú)提餾段。因此在常壓塔外，為側(cè)線產(chǎn)品設(shè)置了汽提塔。石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/763■全塔熱平衡

塔底不設(shè)再沸器，整個(gè)塔熱量由進(jìn)料帶入。①常壓塔進(jìn)料的汽化率至少應(yīng)等于塔頂產(chǎn)品和各側(cè)線產(chǎn)品的產(chǎn)率之和，否則不能保證要求的撥出率或輕質(zhì)油收率。②在常壓塔只靠進(jìn)料供熱，而進(jìn)料的狀態(tài)(溫度、汽化率)又已被規(guī)定的情況下，塔內(nèi)的回流比實(shí)際比就被全塔熱平衡確定了。因此，常壓塔的回流比是由全塔熱平衡決定的，變化的余地不大?！龊惴肿踊亓鞯募俣ㄍ耆贿m用石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/764石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算石油蒸餾塔中的相平衡石油中組分極其復(fù)雜，同時(shí)煉油過(guò)程中所得到的產(chǎn)品要求也不是很高，因此石油及其餾分的汽——液相平衡關(guān)系不是以其詳細(xì)的化學(xué)組成來(lái)表示的而是通過(guò)宏觀的方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)室蒸餾來(lái)測(cè)定的。石油和石油餾分的汽——液平衡關(guān)系可以通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)室蒸餾方法來(lái)取得，所得到的結(jié)果可以餾分組成數(shù)據(jù)表達(dá)，也可以蒸餾曲線（餾出溫度——餾出百分?jǐn)?shù)）表示。2023/2/765

恩氏蒸餾是一種簡(jiǎn)單蒸餾。它是以規(guī)格化的器械及試驗(yàn)條件進(jìn)行的，以便于不同來(lái)源的數(shù)據(jù)能作合理的比較，故而是一種條件性的試驗(yàn)方法。將餾出溫度對(duì)餾出量(體積百分率)作圖，就得到恩氏蒸餾曲線。

恩氏蒸餾是漸次汽化蒸餾，基本上沒(méi)有精餾作用，顯然不能顯示出油品中各組分的沸點(diǎn)情況。但它能反映油品在一定條件下的汽化性能，而簡(jiǎn)便易行，所以主要用來(lái)作為油品的一種規(guī)格試驗(yàn)。由恩氏蒸餾數(shù)據(jù)可以計(jì)算油品的一部分性質(zhì)參數(shù)，因此油料的恩氏蒸餾數(shù)據(jù)是最基本的物性數(shù)據(jù)之一。石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算石油蒸餾塔中的相平衡2023/2/766石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算石油蒸餾塔中的相平衡恩氏蒸餾曲線餾出（%）初餾1030507090干點(diǎn)餾出溫度（℃）2012182372552762983142023/2/767實(shí)沸點(diǎn)蒸餾是在十幾層到幾十層理論塔板的精餾柱中以相當(dāng)高的回流比進(jìn)行的間歇式精餾。實(shí)沸點(diǎn)蒸餾主要用于原油評(píng)價(jià)。石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算石油蒸餾塔中的相平衡平衡汽化是實(shí)驗(yàn)室平衡汽化設(shè)備中，將油品加熱汽化，使汽、液兩相在恒定的壓力和溫度下密切接觸一段足夠的時(shí)間后迅速分離，即可測(cè)得該油品在這種條件下的汽化率。通過(guò)一系列的試驗(yàn)，至少五次以上，就可以作出其平衡汽化曲線，也即恒壓下平衡溫度與汽化率的關(guān)系。根據(jù)平衡汽化曲線，可以確定油品在不同汽化率時(shí)的溫度(如蒸餾塔進(jìn)料段溫度)，泡點(diǎn)溫度(如石油精餾塔側(cè)線溫度和塔底溫度)和露點(diǎn)溫度(如精餾塔頂溫度)等。2023/2/768石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算石油蒸餾塔中的相平衡實(shí)沸點(diǎn)蒸餾曲線平衡汽化曲線2023/2/769進(jìn)行石油蒸餾塔物料平衡、熱量平衡計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1、原料油類(lèi)型2、處理量3、產(chǎn)品方案和規(guī)格7、原料油及產(chǎn)品的比重4、汽提蒸汽的溫度和壓力5、原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)6、產(chǎn)品實(shí)沸點(diǎn)或恩氏蒸餾數(shù)據(jù)蒸餾塔計(jì)算所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)9、塔頂壓力及塔板壓力降10、塔板數(shù)8、原料油的含水量石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/770計(jì)算參數(shù)這些參數(shù)包括：①體積平均沸點(diǎn)tv(℃)和恩氏蒸餾斜率：

tV是由恩氏蒸餾餾程測(cè)定的10％，30％，50％，70％，90％這五個(gè)餾出溫度計(jì)算得到。恩氏蒸餾斜率是兩體積百分?jǐn)?shù)的沸點(diǎn)溫差除以對(duì)應(yīng)的體積百分?jǐn)?shù)差值，如90%點(diǎn)和10%點(diǎn)的斜率表示為：石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/771②立方平均沸點(diǎn)Tcu(K)

它的計(jì)算比較煩瑣，一般是由《工藝計(jì)算圖表》中的表2-1查得。③中平均沸點(diǎn)tMe(℃)石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)2023/2/7722023/2/773④油品的特性因數(shù)K

由《工藝計(jì)算圖表集》中的圖2-23、2-24查得⑤油品的分子量由《工藝計(jì)算圖表集》中的圖2-29、2-30查得石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)2023/2/774石油餾分特性因數(shù)和相對(duì)分子質(zhì)量圖計(jì)算參數(shù)石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/775計(jì)算參數(shù)石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/776石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算⑥臨界溫度、壓力計(jì)算參數(shù)2023/2/777石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)2023/2/778石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)2023/2/779⑦石油餾分焦點(diǎn)溫度石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)⑦石油餾分焦點(diǎn)壓力2023/2/780石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)2023/2/781■將常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為平衡汽化數(shù)據(jù)⑧平衡汽化數(shù)據(jù)石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)首先用下面第一張圖將常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)中的50%點(diǎn)轉(zhuǎn)化平衡汽化中的50%點(diǎn)其次用下面第二張圖將常壓恩氏蒸餾數(shù)據(jù)中的每一段溫差轉(zhuǎn)化成平衡汽化中相應(yīng)各段的溫差最后得到常壓下平衡汽化各點(diǎn)的溫度2023/2/782平衡汽化50%點(diǎn)-恩氏蒸餾50%點(diǎn)恩氏蒸餾50%點(diǎn)石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)2023/2/783石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)2023/2/784石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)恩氏蒸餾坐標(biāo)紙2023/2/785■常壓平衡汽化數(shù)據(jù)換算為壓力下平衡汽化數(shù)據(jù)這個(gè)轉(zhuǎn)換需要借助于石油餾分的P-T-e相圖來(lái)完成。石油餾分的p-T-e相圖石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)0%2023/2/786■常壓平衡汽化數(shù)據(jù)換算為減壓下平衡汽化數(shù)據(jù)假設(shè)減壓下平衡汽化曲線各段溫度差不隨壓力的改變而變化石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)減壓下平衡蒸發(fā)30%或50%溫度℃760mmHg下平衡蒸發(fā)30%或50%溫度2023/2/787石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算計(jì)算參數(shù)將以上計(jì)算結(jié)果匯總得到右表2023/2/788根據(jù)切割方案或?qū)嶋H生產(chǎn)過(guò)程，確定出塔的物料平衡，即進(jìn)塔的原料及餾出的各個(gè)產(chǎn)品之間的量的關(guān)系，得到下面這張表。石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算塔的物料平衡2023/2/789石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算全塔物料平衡L0L0+D+S

常壓塔

F，tF，e

S，tsWGMD+S2023/2/790石油蒸餾塔內(nèi)汽液相負(fù)荷是設(shè)計(jì)塔徑，對(duì)塔板進(jìn)行水利學(xué)計(jì)算的依據(jù)。我們采用的方法是在塔內(nèi)選取幾個(gè)有代表性的截面，作適當(dāng)?shù)母綦x體，然后分別做熱平衡，求出它們的汽液負(fù)荷，從而了解沿塔高方向的氣液相負(fù)荷分布規(guī)律。我們一般選取以下幾個(gè)截面來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算：■塔頂汽液相負(fù)荷■氣化段汽液相負(fù)荷■最低側(cè)線抽出板下方的汽液相負(fù)荷■經(jīng)過(guò)側(cè)線抽出板時(shí)汽液相負(fù)荷的變化■塔頂?shù)谝?、二塊塔板之間的汽液相負(fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算全塔熱平衡2023/2/791L0，t0,L0+D+S,t1

常壓塔F，tF，eS，tsW，tW，G，tGM，tMD+S，tD石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算全塔熱平衡2023/2/792入塔熱量（若不計(jì)塔頂回流）：出塔熱量：全塔剩余熱為：石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算全塔熱平衡2023/2/793

Q是為了達(dá)到全塔熱平衡必須由塔頂回流取走的熱量，即全塔回流熱。溫度為t0，流量為L(zhǎng)0的塔頂回流入塔后，在塔頂?shù)谝粚铀迳媳患訜嶂翜囟葹閠1的飽合蒸汽，自塔頂逸出從而將回流熱帶走。所以：塔頂氣相負(fù)荷為：塔頂?shù)钠合嘭?fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/794汽化段氣、液負(fù)荷汽化段的氣相負(fù)荷即從氣化段進(jìn)入精餾段的氣相流量為

VF=D+M+G+S+Ln

液相負(fù)荷即從精餾段最低一層塔板n流下的液相回流量為（如果忽略進(jìn)料中的過(guò)汽化率）為

Ln=0nDMGSLntnn-1F,t石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算汽化段的汽液相負(fù)荷2023/2/795最低側(cè)線抽出板下方的氣、液負(fù)荷nDMGSLn-1tnFtn-1tn-1做右圖所示隔離體，并對(duì)其做熱量平衡（不考慮內(nèi)回流）：精餾段最后一塊塔板上的汽液相負(fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/796因?yàn)閠F>tn，所以

Qin，n>Qout，n令Qn=Qin，n-Qout，nQn就是n板上的回流熱，也就是從第n-1塊板上流下的液相回流汽化所取走的熱量，因此n板上的液相負(fù)荷為第n塊板上的氣相負(fù)荷為：石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算精餾段最后一塊塔板上的汽液相負(fù)荷2023/2/797做右圖所示的隔離體，并對(duì)其做熱量平衡（不考慮內(nèi)回流）：Ftn,tnm,tmm-1,tm-1DMGSLm-1最低側(cè)線抽出板下方的氣、液負(fù)荷最低側(cè)線抽出板下方的氣、液負(fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/798令從第m-1塊板流到m板的液相回流量為第m塊板上的氣相負(fù)荷為：最低側(cè)線抽出板下方的氣、液負(fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/799因?yàn)閠m<tn，故Qm>Qn

，因此

Lm>Ln，Vm>Vn

在油品精餾塔內(nèi)，氣相負(fù)荷、液相負(fù)荷沿塔高自下而上增加最低側(cè)線抽出板下方的氣、液負(fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7100經(jīng)過(guò)側(cè)線抽出板時(shí)氣液相負(fù)荷的變化Ftm,tmDMGSLm-1n,tnm-1,tm-1做右圖所示隔離體，并對(duì)其做熱量平衡：石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7101令對(duì)比出m-1板和m板出方的熱量，得到：所以有其原因一方面是因?yàn)樗彘g的溫差，更多的是因?yàn)椴裼宛s分出隔離體時(shí)的狀態(tài)不同，而造成的。經(jīng)過(guò)側(cè)線抽出板時(shí)氣液相負(fù)荷的變化石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7102由第m-2塊板流到第m-1塊板的液相回流量為由于回流熱有一個(gè)突增，因此，液相回流量也有一個(gè)突增。這個(gè)結(jié)論對(duì)每一個(gè)側(cè)線抽出板都適用。第m-1塊板上的氣相負(fù)荷為：雖然上面公式中少了G，但Lm-2中的增量卻恰好等于G，因此在經(jīng)過(guò)側(cè)線抽出板時(shí)，雖然液相負(fù)荷有一突然的增加，但氣相負(fù)荷仍然只是緩慢的增加。最低側(cè)線抽出板下方的氣、液負(fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7103L0，t0,

D+S，tDD+L0+S12t2t1DSL0L1第二塊板上的回流熱為Q2，第一塊板上的回流熱為Q1

，則進(jìn)入第一塊板的L0是冷液體，而進(jìn)入第二塊板的L1則是泡點(diǎn)液體，有所以L1>L0

塔頂?shù)谝?、二塊塔板之間的汽液相負(fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7104第二塊板上的氣相負(fù)荷，所以V2>V1

經(jīng)過(guò)以上計(jì)算，可以繪出無(wú)中段回流時(shí)常壓蒸餾塔的氣、液相負(fù)荷分布圖：塔頂?shù)谝?、二塊塔板之間的汽液相負(fù)荷石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7105氣相負(fù)荷與液相回流量，kmol/h塔板序號(hào)蒸餾塔汽液相負(fù)荷分布規(guī)律石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7106做右圖所示的隔離體，由于中段回流進(jìn)出口間的塔板基本上起的是換熱作用，可將其看做一塊板，因此，回流取熱量為：DMSLj-1i,tij,tjj-1,tj-1對(duì)其他板做熱平衡的結(jié)果，當(dāng)有中段循環(huán)回流時(shí)塔內(nèi)汽液相負(fù)荷的變化石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算2023/2/7107二者比較后，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)中段回流后，其上方塔板上的回流取熱量減少了一個(gè)較大的值，因此，從中段回流進(jìn)口板的上一塊板流入該板的液相量也相應(yīng)有了一個(gè)較大的減小。同時(shí)由于因此，從第j塊板上升的氣體量也有了一個(gè)較大的減小。綜上所得，當(dāng)油品蒸餾塔有了中段循環(huán)回流后，每經(jīng)過(guò)一個(gè)中段循環(huán)回流，塔內(nèi)的氣、液相負(fù)荷就會(huì)減小，分布情況如下圖所示。石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算當(dāng)有中段循環(huán)回流時(shí)塔內(nèi)汽液相負(fù)荷的變化2023/2/7108石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算當(dāng)有中段循環(huán)回流時(shí)塔內(nèi)汽液相負(fù)荷的變化進(jìn)料板2023/2/71091、確定塔板數(shù)、汽提蒸汽用量、過(guò)汽化量石油精餾塔的塔板數(shù)、汽提蒸汽用量、過(guò)汽量都由經(jīng)驗(yàn)選用。2、確定塔內(nèi)各部分的壓力和加熱爐出口壓力塔內(nèi)各部分的壓力的確定從塔頂產(chǎn)品接受罐的壓力開(kāi)始。該處的壓力應(yīng)是塔頂接受罐的溫度下的塔頂產(chǎn)品的泡點(diǎn)壓力。該壓力加上塔頂餾出物流經(jīng)管線、管件和冷凝冷卻設(shè)備的壓降后即可得到塔頂?shù)牟僮鲏毫?。通過(guò)板壓降及塔板數(shù)，塔內(nèi)各部位的操作壓力也就可以計(jì)算出來(lái)了。設(shè)計(jì)型的計(jì)算包括以下一些內(nèi)容：石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算蒸餾塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算2023/2/71103、計(jì)算汽化段溫度，同時(shí)校核加熱爐出口溫度是否合理

S1：用汽化段壓力、塔底蒸汽量、入塔油品的汽化率計(jì)算出汽化段的油氣分壓

S2：求出此分壓下油品的平衡汽化數(shù)據(jù)，并將其描繪在體積—溫度坐標(biāo)系中，在該曲線上讀出汽化段的溫度

S3：用爐出口壓力、爐出口溫度、入爐油口的含水量求出爐出口油品的油汽分壓，同時(shí)求出該分壓下油品的平衡汽化數(shù)據(jù)，將它們也標(biāo)繪在體積-溫度坐標(biāo)系。根據(jù)選定的爐出口溫度求出爐出口油品的汽化率。

S4：根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果分別計(jì)算出爐出口油品及汽化段油品的焓。石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算蒸餾塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算2023/2/7111因?yàn)樵谄蝺?nèi)發(fā)生的是絕熱閃蒸過(guò)程，如果忽略轉(zhuǎn)油線的熱損失，則加熱爐出口處油口的焓應(yīng)等于汽化段油品的焓，同時(shí)爐出口油品的汽化率要小于汽化段的汽化率。否則就要調(diào)整汽化段的油汽分壓或過(guò)汽化率，從而保證爐出口溫度不超過(guò)允許的最高溫度。4、確定塔底溫度5、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)假定塔頂及各側(cè)線的溫度6、確定回流方式，做全塔熱平衡，并確定每段回流取熱的取熱量。7、將以上步驟中得到的數(shù)據(jù)標(biāo)繪在蒸餾塔的草圖中石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算蒸餾塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算2023/2/7112

某常壓塔的計(jì)算草圖8、自最后一個(gè)側(cè)線開(kāi)始，依次對(duì)前面假設(shè)的側(cè)線溫度及塔頂溫度進(jìn)行校核。9、選擇塔內(nèi)幾個(gè)有代表性的部位，用熱量平衡和物料平衡分別求出這些部位的汽、液相負(fù)荷，從而做出全塔的汽、液相負(fù)荷分布圖石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算10、選取汽、液相負(fù)荷最大的截面，進(jìn)行精餾塔塔高、塔徑、塔板的水利學(xué)計(jì)算蒸餾塔的設(shè)計(jì)型計(jì)算2023/2/7113操作型計(jì)算就是針對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)過(guò)程及生產(chǎn)設(shè)備，用實(shí)際的操作數(shù)據(jù)對(duì)蒸餾塔過(guò)程中的某一特定對(duì)象進(jìn)行計(jì)算。如：1、根據(jù)汽化段的操作參數(shù)計(jì)算汽化段的汽化率2、校核加熱爐出口油品的溫度3、計(jì)算加熱爐的實(shí)際熱效率4、校核塔頂中的水蒸汽在操作溫度下是否會(huì)冷凝5、計(jì)算蒸餾塔的操作彈性石油蒸餾塔蒸餾過(guò)程的物料衡算及能量衡算操作型計(jì)算2023/2/7114加熱爐熱效率的定義加熱爐的總熱負(fù)荷，包括原料及水蒸汽通過(guò)加熱爐所吸收的熱量和其他熱負(fù)荷如水蒸汽的產(chǎn)生等吸收的熱量。根據(jù)各介質(zhì)進(jìn)出爐的熱焓及氣化率來(lái)計(jì)算加熱爐的總熱負(fù)荷，公式為：加熱爐的熱效率2023/2/7115Q’——加熱爐計(jì)算的總熱負(fù)荷，kCal/hWF——油料流量，kg/hWS——過(guò)熱蒸汽量，kg/he——爐出口油品的氣化率，%Q”——其他熱負(fù)荷，kCal//hIOV，IOL——爐出口條件下油品的氣相焓，液相焓，kCal/kgII——爐入口條件下油品的液相焓，kCal/kgISO，ISI——過(guò)熱水蒸汽的出口、進(jìn)口焓，kCal/kg加熱爐的熱效率2023/2/7116燃料燃燒釋放的熱量：

Q=BqLB——燃料的流量，kg/hqL——燃料的低發(fā)熱值，kCal/kg

燃料油的發(fā)熱值可以通過(guò)測(cè)定的方法得到，也可以根據(jù)燃料油的組成通過(guò)計(jì)算得到。

qL=81C+246H+26(S-O)-6WkCal/kg燃料上述公式中各組分均為重量百分?jǐn)?shù)。加熱爐的熱效率2023/2/7117校核塔頂中的水蒸汽在操作溫度下是否會(huì)冷凝首先計(jì)算出塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷，及入塔的水蒸氣量其次，根據(jù)塔頂壓力，計(jì)算出塔頂?shù)乃羝謮?，P頂?shù)谌?，查相關(guān)資料，得到塔頂操作溫度下水蒸汽的飽和蒸汽壓，P飽第四步，比較兩個(gè)壓力，當(dāng)P頂<P飽時(shí)，塔頂水蒸汽不會(huì)泠凝，否則會(huì)冷凝2023/2/7118塔板的負(fù)荷性能圖