蒸馏第三节课件.ppt

第十章 蒸馏Distillation 一、理论板及恒摩尔流动 二、物料衡算和操作线方程 三、理论板数的求法 四、几种特殊情况时理论板数的求法 五、回流比的影响及其选择 六、理论板数的捷算法 七、实际塔板数、塔板效率 八、精馏装置的热量衡算 一、理论板及恒摩尔流动 二、物料衡算和操作线方程 三、理论塔板数的求法 四、几种特殊情况时理论板数的求法 五、回流比的影响及其选择 七、实际塔板数、塔板效率 b）解析法 全回流时操作线方程式为：yn+1=xn ∴(yA)n+1=(xA)n，(yB)n+1=(xB)n 离开任一层板的汽液组成间的关系为： 若塔顶采用全凝器，(yA)1=(xA)D ，(yB)1=(xB)D 第一层板的汽液平衡关系为： 第一层板和第二层板之间的操作关系为：(yA)2=(xA)1,(yB)2=(xB)1 即 同理，第二板的气液平衡关系为： 若令 过热蒸汽：q0, ，ef （ ） f 2）图解 xD a b e f d xF xW c 1 1‘ 2 3 4 5 6 由于塔釜相当于一层理论板，因此理论板数＝总阶梯数－1 作业：10-8；10-9 1、多侧线的塔 例：在常压连续精馏塔中，分离乙醇—水溶液，组成为xF1=0.6（易挥发组分摩尔分率，下同）及xF2=0.2的两股原料液分别被送到不同的塔板进入塔内，两股原料液的流量之比F1/F2=0.5，均为饱和液体进料。操作回流比R=2，若要求馏出流组成xD为0.8，釜残液组成xW为0.02，试求理论板层数及两股原料液的进料板位置。 应用场合： 多股进料或多股出料 分析： 求理论板层数 图解法 操作线 两股进料 三段？ 解： 组成为xF1的原料液从塔较上部位的某加料板进入，该加料板以上塔段的操作线方程式与无侧线塔的精馏段操作线方程相同。 两股进料板之间塔段的操作线方程，可按虚线范围内作物料衡算求得： 总物料： 易挥发组分： ——两股进料之间塔段的操作线方程 因进料为饱和液体 D如何求？ 全塔物料衡算 总物料： 易挥发组分： 设 对原料液组成为xF2的下一股进料，其加料板以下塔段的操作线方程与无侧线塔的提馏段操作线方程相同 各段操作线交点的轨迹方程分别为： 理论板层数为9 自塔顶往下的第5层为原料F1的加料板 自塔顶往下的第8层为原料F2的加料板 总结： 塔段数（或操作线数）=塔的进出料数-1 各段内上升蒸汽摩尔流量及下降液体摩尔流量分 别各自相同 各段操作线首尾相接 精馏段及提馏段操作线方程的形式与简单精馏塔 相同 中间段的操作线方程应通过各段的物料衡算求得 2、直接蒸汽加热 应用场合： 待分离的混合液为水溶液，且水为难挥发组分 操作线： 精馏段：与普通精馏塔相同 提馏段：物料衡算 V0 , y0 W , xw L’ V’ V0 , y0 W , xw L’ V’ ——直接加热时提馏段操作线方程 （恒摩尔流动） 总物料 易挥发组分： 由操作线方程知： 提馏段操作线过点（xw, 0），而不是（xw, xw） 例：在常压连续精馏中，分离甲醇—水混合液，原料液组成为0.3，（甲醇摩尔分率，下同）过冷液体进料（q=1.2），馏出液组成为0.9，甲醇回收率为90%，回流比为2.0，试分别写出以下两种加热方式时的操作线方程。 1) 间接蒸汽加热 2) 直接蒸汽加热。 解： 1)间接蒸汽加热时操作线方程 精馏段操作线方程为： 提馏段操作线方程为： 对易挥发组分 2) 直接蒸汽加热时操作线方程 精馏段操作线方程与1）同 提馏段操作线方程为： 设F=1 kmol/h， 加热蒸汽流量V0： 讨论： 当 相同时，两种加热方式比较 间接蒸汽加热 直接蒸汽加热 W W NT NT = = 直接蒸汽加热所需理论板数比间接蒸汽加热的多，因为直接蒸汽的稀释作用，故需增多理论板数来回收易挥发组分。 3、 提馏塔 应用场合： 提溜的目的只是为了回收稀溶液中的易挥发组分，而对馏出液的浓度不做过多的要求。 D、xD F xF W xW V’ L’ 操作线： 与完全的精馏塔的提馏段操作线方程相同 ——提馏塔操作线方程 （1）当为泡点进料时， 通过点a（x=xF，y=xD），点b（x=xW，y=xW），斜率为F/D。 xD xF xW b a e xD,max q线 xW b （2）当为过冷液体进料，可与完全的精馏塔一样先做出q线，q线与y=xD的交点为操作线上端。 xF q xD 例：在常压连续提馏塔中，分离两组分理想溶液。该物系平均相对挥发度为2.0，原料液流