教學(xué)課件少數(shù)幾張我拷來時候就化工原理下第09章

5.5

雙組分精餾塔的其它類型①直接蒸汽加熱當(dāng)重組分是水時，可將加熱蒸汽直接通入塔釜精餾段操作線恒摩爾流操作線當(dāng)xn=xW時，yn+1=0x

+R

+

1

R

+

1y

=R

xDn-1n提餾段：物料衡算L

+S

=V

+WS

=V

，L

=

WWnWnS

SV

VL

Wx=

W

x

-

W

xx

-y

=n+1直接蒸汽加熱的圖解方法直接蒸汽加熱與間接蒸汽加熱的比較F

D⑴當(dāng)兩者x

,

x

,xW相同時，

?

ηA?以xW為支點而F若q,R相同，則N哪個大?D-

xW

)=

F

(

x

fD(

xD

-

xW

)

+

SxWWDW

WfFFDx

-

xx

-

x

-

S

x直(

)

=WDDx

f

-

xW(

)

=F

間

x

-

x直DF∴

(

D

)<(F

)間,hA直<hA間⑵當(dāng)兩者xF,xD,ηA,R,q相同時，xW？N？也A相同<提餾段操作線重疊、加長DA

xx

fF∵

η

相同,

D

=

hD

SFf

Dx

-

D

x1

-

F

+

FxW直=DFDfx

-

D

xx

=1

-

FW間∴NT直>NT間②多股加料分開進料有利還是合并后進料有利？Rmin如何確定？要么N↑,要么R↑第Ⅱ塔段操作線由q1,xF1,α求xe1,ye1代入方程得Rmin1由q2,xF2,α求xe2,ye2代入方程得Rmin2當(dāng)Rmin1>Rmin2時，Rmin=Rmin1當(dāng)Rmin1<Rmin2時，Rmin=Rmin2VII

y

=

LII

x

+

DxD

-

F1

x

f1LIIVII=

RD

+

q1F1=

(R

+

1)D

-(1

-

q1

)F1DxD

-

F1

x

f1x

+(

R

+

1)D

-

(1

-

q1

)F1

(

R

+

1)D

-

(1

-

q1

)F1RD

+

q1F1y

=③側(cè)線出料加料處操作線總是凸的，抽料處總是凹的Rmin如何定？第Ⅱ塔段操作線由q,xF,α求xe,ye代入方程得RminVII

y

=

LII

x

+

DxD

+qxqLIIVII=

RD

-

qqq=

(

R

+

1)D

+

(1

-

qq

)qDxD

+qxqx

+(

R

+

1)D

+

(1

-

qq

)q

(

R

+

1)D

+

(1

-

qq

)qRD

-

qqqy

=④回收塔(只有提餾段)q=1時，L=F，V=Dq>1時，L=qF，V=D+(q-1)F操作線Vy=Lx+DxD-FxF,xDmax=?VVL

Dx

-

Fxx+

D

F

y

=為提高xD可加回流

L=RD+qFV=(R+1)D+(q-1)F操作線Vy=Lx+DxD-FxF,xDmax=?(

R

+

1)

+

(q

-

1)FDxD

-

Fx

fx

+(

R

+

1)D

+

(q

-

1)FRD

+

qFy=Dy

=

x

=ax1

+

(a

-

1)

xxD或

x

=a

-

(a

-

1)

xD⑤無再沸器精餾塔(蒸汽進料)L=RD=W,操作線xWmin=?Rx

+y

=V=F=(R+1)DxD

=

W

x

+

DxDR

+

1

R

+

1

F

FW

minFx

=

y

=1

+

(a

-

1)

xaxW

min例1用連續(xù)精餾塔分離某雙組分混合液,xF=0.4(摩爾分率,下同)，原料以飽和液體狀態(tài)加入塔中部，塔頂全凝，泡點回流。α=2.5，xD=0.8，易揮發(fā)組分ηA=0.9。塔釜間接蒸汽加熱。試求：Rmin；若R=1.5Rmin倍，則進入塔頂?shù)谝粔K理論塔板的汽相組成為多少？解：①q

=1,

xe=xF=0.4eey

=axe=

0.6251

+

1.5

·0.41

+

(a

-

1)

x2.5

·0.4=minye

-

xe

0.625

-

0.4=

xD

-

ye

=

0.8

-

0.625

=

0.778R②

R

=

1.5Rmin

=

1.5

·0.778

=

1.167y1

=

xD

=

0.811y1x

=a

-

(a

-

1)

y0.8=

0.61542.5

-

1.5

·0.8=12R

+

1x

+R

+

1Ry

=xD0.81.167=

0.70061

+

1.167·0.6154

+1

+

1.167=例2一連續(xù)常壓精餾塔用于分離雙組分混合物。原料液xF=0.40(摩爾分率，下同),進料狀況為汽液混合物，其摩爾比為汽/液=3/2，塔頂xD=0.97，塔釜xW=0.02，若該物系的相對揮發(fā)度α=2，操作時采用的回流比R=1.6Rmin，試計算：⑴易揮發(fā)組分的回收率；⑵最小回流比Rmin；⑶提餾段操作線的數(shù)值方程；⑷若在飽和液相組成xθ=0.72的塔板處抽側(cè)線，其量和有側(cè)線時獲得的塔頂產(chǎn)品量相等，減少采出率，回流比不變，N=∞,xDmax=?q線方程平衡線方程得xe=0.303，ye=0.465=

0.40

-

0.02

=

0.4-

xWF

xD

-

xW

0.97

-

0.02解：⑴D

=x

fh

=

DxD

=

0.4

·

0.97

=

0.97Fxf

0.4023

+

2⑵

q=q=

0.4x

2

2y

=

x

-

f

=

-

x

+q

-

1

q

-

1

3

3y

=1

+

x2

x2

x3 1

+

x∴

x2+3x

-1=02兩線相交

(1

-

x)

=⑶R=1.6Rmin=1.6×3.12=5.0提餾段點min=

0.97

-

0.465

=

3.12ye

-

xe

0.465

-

0.303=

xD

-

yeRL

=

RD

+

qF

=

5

·

0.4F

+

0.4F

=

2.4FV

=

L

+

D

-

F

=

(2.4

+

0.4

-1)F

=

1.8Fy

=

L

x

-

WxW

=

2.4

x

-

0.6

·0.02

=

1.33

x

-

0.0067V

V

1.8

1.8⑷當(dāng)采出率減小時，xDmax受相平衡制約，而不受物料衡算制約，當(dāng)q與平衡線相遇時xD達到最大。第Ⅱ塔段操作線LIIVII=

RD

-q=

(R

+

1)Dy

=

RD

-q

x

+

DxD

+qxq(

R

+

1)D

(

R

+

1)D將y=ye，x=xe代入eeD

max