精餾的物料衡算

化工單元操作模塊七蒸餾任務(wù)四精餾的工藝計(jì)算（物料衡算）假設(shè)2、塔頂?shù)睦淠鳛槿?/p>

假定的前提條件：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。假設(shè)1、恒摩爾流假定

①恒摩爾氣流：

精餾段：V1=V2=V3=…=V=常數(shù)提餾段：V’1=V’2=V’3=…=V’=常數(shù)②恒摩爾液流

精餾段：L1=L2=L3=…=L=常數(shù)提餾段：L’1=L’2=L’3=…=L’=常數(shù)

二、精餾的工藝計(jì)算

V不一定等于V’

L不一定等于L’L(L’)V(V’)

理論塔板：物料在塔板上充分接觸，離開的氣液達(dá)到溫度，濃度平衡。假設(shè)3、塔底再沸器用蒸汽間接加熱溶液，不影響系統(tǒng)的物料平衡3213二元混合物的連續(xù)精餾操作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

F、D、W——分別為進(jìn)料、塔頂產(chǎn)品和塔底產(chǎn)品量，kmol/h（kg/h）；xF、xD、xw——分別為進(jìn)料、塔頂產(chǎn)品和塔底產(chǎn)品的組成摩爾分?jǐn)?shù)（或質(zhì)量％）。3214釜液采出率餾出液采出率1當(dāng)規(guī)定了xD、xW后，D/F、W/F為定值，該塔的產(chǎn)率已經(jīng)確定，不能任意選擇；2若規(guī)定D/F和xD

，則W/F和xW也不能自由選定，反之亦然；3塔頂產(chǎn)品的采出率D/F是有限制的。因?yàn)镈xD≤FxF或D/F≤xF/xD。

討論：32152、操作線方程

①精餾段操作線方程對(duì)虛線范圍作物料衡算，以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，即：VD

xDLyn+1xn（總物料）（易揮發(fā)組分）精餾段操作線方程的物理意義：精餾段內(nèi)同一截面上進(jìn)出塔板的汽液流的濃度關(guān)系，即yn+1與xn的關(guān)系。此為一直線，過(guò)點(diǎn)（Xd，xd)。R=L/DR

—回流比回流量與塔頂產(chǎn)品量之比3216②提餾段操作線方程對(duì)虛線范圍作物料衡算，即：L’V’W

xWym+1

xm提餾段操作線方程的物理意義：提餾段內(nèi)同一截面上進(jìn)出塔板的汽、液流的濃度關(guān)系，即ym+1與xm的關(guān)系。此為一直線，過(guò)點(diǎn)（xw，xw)。3217斜率截距

精餾段

提餾段xFxDxW精餾段操作線提餾段操作線其中：A(xd，xd)B(0，xd/(R+1)）

C(xw，xw)★操作線圖示ABC3218D【自測(cè)題2】

在上題的精餾操作中，若已知回流比R=2.5，求精餾段內(nèi)從每塊塔板溢流下降的液相流率，并寫出其精餾段操作線方程。

【自測(cè)題1】某連續(xù)精餾塔中分離乙醇－水溶液，已知料液含30%乙醇，加料量為4000kg/h。要求塔頂產(chǎn)品含乙醇91%以上，塔底殘液中含乙醇不得超過(guò)0.5%（以上均為質(zhì)量分率）。試求①塔頂產(chǎn)量，塔底殘液量（用摩爾流率表示）；②乙醇的回收率。3219查看答案查看答案解：由上題已知塔頂產(chǎn)品摩爾質(zhì)量xD=0.798、塔頂產(chǎn)品的摩爾流率D=32.39kmol/h，精餾段由每塊塔板溢流下降的液相流率為L(zhǎng)=R×D=2.5×32.39=80.98kmol/h，則此塔的精餾段操作線方程式為：解：①乙醇的摩爾質(zhì)量46，水的摩爾質(zhì)量為18。MF=0.144×46+0.856×18=22.03kg/kmol，F(xiàn)=4000/22.03=181.57kmol/h全塔總物料衡算

F=D+W=181.57

全塔乙醇的物料衡算

FxF=DxD+Wxw181.57×0.144=0.798D+