知识点3 进料热状况的影响.ppt
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食品工程原理第七章
衡量传质推动力的大小，传质过程以两相达到相平 衡为极限；
气液相平衡是分析蒸馏原理和进行蒸馏设备计算
的理论基础。
一、相关概念及气液平衡图 1 相律 相律是研究相平衡的基本规律，它表示平衡物系中 自由度数、相数及独立组分数间的关系。
F = C-φ+2
式中 F——自由度数
C——独立组分数
φ——相数 2表示外界只有温度和压强可以影响物系的平衡关系。
精馏方法加以分离。
4 气液平衡图(Graph of G—L Equilibrium) (1) 温度–组成图（t – x – y图）
上曲线：平衡时汽相组
成与温度的关系，称为汽 相线（露点曲线）；
T
t4 t3 t2 t1 J A B H
t-y
下曲线：平衡时液相组
成与温度的关系，称为液 相线（泡点曲线）。
物料衡算： 热量衡算：
F+L+V = L+V
F,IF
' '
'
'
V,IV
L,IL
FIF +LIL +V I V' = VI V +LI L'
式中：
IF —— 原料液的焓，kJ/kmol；
加料板
V΄,IV΄ L΄,IL΄
IV、 IV΄ —— 分别为进料板上下处饱和蒸气的的焓， kJ/kmol；
IL 、IL΄ —— 分别为进料板上下处饱和液体的焓，kJ/kmol；
xn+1
xn
xn-1 >xn
yn >yn+1
塔内气液的流动
理论塔板 (Ideal plate) ：若 yn和xn满足气液平衡方程，
气液相平衡是分析蒸馏原理和进行蒸馏设备计算
的理论基础。
一、相关概念及气液平衡图 1 相律 相律是研究相平衡的基本规律，它表示平衡物系中 自由度数、相数及独立组分数间的关系。
F = C-φ+2
式中 F——自由度数
C——独立组分数
φ——相数 2表示外界只有温度和压强可以影响物系的平衡关系。
精馏方法加以分离。
4 气液平衡图(Graph of G—L Equilibrium) (1) 温度–组成图（t – x – y图）
上曲线：平衡时汽相组
成与温度的关系，称为汽 相线（露点曲线）；
T
t4 t3 t2 t1 J A B H
t-y
下曲线：平衡时液相组
成与温度的关系，称为液 相线（泡点曲线）。
物料衡算： 热量衡算：
F+L+V = L+V
F,IF
' '
'
'
V,IV
L,IL
FIF +LIL +V I V' = VI V +LI L'
式中：
IF —— 原料液的焓，kJ/kmol；
加料板
V΄,IV΄ L΄,IL΄
IV、 IV΄ —— 分别为进料板上下处饱和蒸气的的焓， kJ/kmol；
IL 、IL΄ —— 分别为进料板上下处饱和液体的焓，kJ/kmol；
xn+1
xn
xn-1 >xn
yn >yn+1
塔内气液的流动
理论塔板 (Ideal plate) ：若 yn和xn满足气液平衡方程，
高职高专化工原理教学课件 陆美娟版 精馏4 理论塔板数的计算、进料热状况参数q
F ( H m , V − H m ,F ) = (L′ − L )( H m , V − H m , L )
L′ − L H m , V − H m , F = F H m, V − H m, L
令q = H m ,V − H m , F H m,V − H m , L
=
使原料从进料状况变为饱和蒸汽的摩尔焓变 原料由饱和液体变为饱和蒸汽的摩尔焓变
移项， 移项，得
(V − V ′)H m, V = FH m,F − (L′ − L )H m, L
QV − V ' = F − (L′ − L ) （进料板总物料衡算） 进料板总物料衡算）
[ F − (L′ − L )]H m, V = FH m ,F − (L′ − L )H m , L
整理， 整理，得
共用了n+m 次相平衡关系，因而全塔所需的 次相平衡关系， 共用了 理论板数N 包括再沸器）。 ）。再 理论板数 =n+m 块（包括再沸器）。再 沸器相当于一块理论板。 沸器相当于一块理论板。 ♫ 例：某精馏过程需要理论板数为 块（包 某精馏过程需要理论板数为10块 括再沸器），其塔板效率为50%，则实际板 括再沸器），其塔板效率为 ），其塔板效率为 ， 数为多少块（不包括再沸器）？ 数为多少块（不包括再沸器）？
化工原理----精馏 化工原理----精馏 ----
作业
☼ P.120 7-8
化工原理----精馏 化工原理----精馏 ----
化工原理----精馏 化工原理----精馏 ----
讨论（逐板计算法） 讨论（逐板计算法）
♫ 优点：结果准确 优点： ♫ 缺点：计算繁琐，需要计算机编程 缺点：计算繁琐， 计算
化工原理----精馏 化工原理----精馏 ----
化工原理课件(十一五)课件第六章第四节物料衡算和操作线方程
（5）过热蒸气进料
q Cm' p (Ts tF ) < 0 rm
总物料衡算
液相分率 q L' L
F
V ’ ＝L’－W
L’=V’+W ①
L' L
q
②
F
L，=L+qF
V'=V+(q－1)F
提馏段物料衡算
q的引入，使提馏段上升蒸汽及下降液体流量的计算容易了。
联想恒摩尔流假设中V与V’，L与L’不 一定相等，那么什么情况下相等？
IL≈IL'
代入②式并 与①联立
V,IV
L,IL
V’, IV’ L’, IL’
（V－V'） IV =F IF－(L'－L) IL
IV I F L' L
IV IL
F
=q
q L' L F
液相分率
热状况
q
IV IV
IF IL
将1kmol原料变成饱和蒸汽所需热量 1kmol原料的汽化潜热
参数
三、q 线方程（进料方程）
Vy=Lx+DxD ① V'y=L'x－WxW ②
进料板连接着精馏段与提 馏段，因此组成相同，下 标省略！
① － ②：
1.0
（V'－V）y=(L'－L)x－(DxD+WxW)
q=1 q>1
a
0<q<1
（q－1)F y=q F x－F xF
y q x xF q 1 q 1 ——q线方程
W V'
xW
y
1.0
因为 L’=V’+W
而L’、 V’受进料温度状 况的影响，所以在学习 下面内容之前，无法分
6.6 进料热状况的影响和q线方程解读
(6－53)
式中： r——进料的摩尔汽化潜热； cpL——（tb +tF）/2下液体的比热容； 3、过热蒸汽q的计算式。
H H c ( t t ) F d H hF pV q H h H h c pV (t F td ) r
式中： cpV——（tF +td）/2下气体的比热容；
6.7.3 q线方程（进料方程） q线方程为精馏段操作线与提馏段操作线交 点(q点)轨迹的方程。 因此可以由精馏段操作线方程与提馏段操 作线方程联立求解得出q线方程。 精馏段操作线： Vyn1 Lxn DxD 提馏段操作线： V ' ym1 （6－37） （6-44）
L ' xm WxW
q值讨论： 1、根据定义式确定q值，有五种进料状态。
2、过冷液体q的计算式。 设进料温度为tF，进料组成下的泡点、露点 分别为tb、td， hF、H、 h分别为 原料液的焓、 离开加料板时饱和蒸汽的焓、饱和液体的焓。
H hF H hF h h q H h H h c pL (tb t F ) 1 r
图6－32 加料板示意图
式中：
H——饱和蒸汽的焓KJ/kmol； h——饱和液体的焓KJ/kmol； hF——原料液的焓KJ/kmol。
同时近似认为： hF-1=hF=h HF=HF+1=H
两式整理后得：
H hF L' L H h F
(6－48)
令：
H hF L' L q H h F
6.6.2 进料板物料恒算和热量恒算
一、对进料板作物料恒算和热量恒算，恒 算范围见图6－32。 物料恒算：
F+V'+L=V+L'
一、精馏塔的进料热状况 精馏塔五种进料热状况
作出：先确定提馏段操作线与对角线的交点c，再 找出提馏段操作线与精馏段操作线的交点d，直线 cd即为提馏段操作线。
二、梯级图解法
由
y n 1
L V
xn
D V
xD
ym 1
L V
xm
W V
xW
又 L L qF V V (q 1)F
在交点处两式中的变量相同，略去有关变量 的上下标，经整理得
y q x xF q 1 q 1
一、精馏塔的进料热状况
精馏塔五种进料热状况 （1）冷液进料
（2）饱和液体进料 （泡点进料）
（3）汽液混合物进料 （4）饱和蒸汽进料
（露点进料） （5）过热蒸汽进料
E D
C
B
A
xF
精馏塔的进料热状况
一、精馏塔的进料热状况
1.冷液进料
冷液进料 tF tb
L L F V V
冷液进料
一、精馏塔的进料热状况
二、梯级图解法
3.适宜的进料位置
进料位置 对应于两操作
线交点d所在
的梯级，这一 位置即为适宜 的进料位置。
适宜的进料板位置
二、梯级图解法
4.进料热状况对理论板层数的影响
进料热状况参数 q 值不同，q 线的斜率也就 不同，q 线与精馏段操作线的交点 d 随之而变动，
从而影响提馏段操作线的位置，进而影响所需的 理论板层数。
二、梯级图解法
2.梯级图解法求理论板层数
自对角线上的点 a开始，在精馏段操作线与
平衡线之间作由水平线和铅垂线构成的阶梯，当
阶梯跨过两操作线的交点 d时，改在提馏段操作线
与平衡线之间绘阶梯，直至阶梯的垂线达到或跨
过点c为止。
f
2
二、梯级图解法
由
y n 1
L V
xn
D V
xD
ym 1
L V
xm
W V
xW
又 L L qF V V (q 1)F
在交点处两式中的变量相同，略去有关变量 的上下标，经整理得
y q x xF q 1 q 1
一、精馏塔的进料热状况
精馏塔五种进料热状况 （1）冷液进料
（2）饱和液体进料 （泡点进料）
（3）汽液混合物进料 （4）饱和蒸汽进料
（露点进料） （5）过热蒸汽进料
E D
C
B
A
xF
精馏塔的进料热状况
一、精馏塔的进料热状况
1.冷液进料
冷液进料 tF tb
L L F V V
冷液进料
一、精馏塔的进料热状况
二、梯级图解法
3.适宜的进料位置
进料位置 对应于两操作
线交点d所在
的梯级，这一 位置即为适宜 的进料位置。
适宜的进料板位置
二、梯级图解法
4.进料热状况对理论板层数的影响
进料热状况参数 q 值不同，q 线的斜率也就 不同，q 线与精馏段操作线的交点 d 随之而变动，
从而影响提馏段操作线的位置，进而影响所需的 理论板层数。
二、梯级图解法
2.梯级图解法求理论板层数
自对角线上的点 a开始，在精馏段操作线与
平衡线之间作由水平线和铅垂线构成的阶梯，当
阶梯跨过两操作线的交点 d时，改在提馏段操作线
与平衡线之间绘阶梯，直至阶梯的垂线达到或跨
过点c为止。
f
2
化工原理精馏PPT课件全
用饱和蒸气压表示的气液平衡关系
2）用相对挥发度表示 ☆挥发度定义
某组分在气相中的平衡分压与该组分在液相中
的摩尔分率之比
挥发度意义
vi
pi xi
某组分由液相挥发到气相中的趋势，是该组分 挥发性大小的标志
双组分理想溶液
vA
pA xA
pAo xA xA
pAo
vB
pB xB
pBo xB xB
pBo
☆相对挥发度定义
pA pyA
pB pyB p(1 yA )
p
o A
xA
pyA
yA
p
o A
xA
p
pBo xB pyB
yB
pBo xB p
yA
p
o A
x
A
p
xA
p pBo pAo pBo
yA
pAo p
p pBo pAo pBo
xA
p pBo pAo pBo
,
yA
pAo p
p pBo pAo pBo
解 (1)利用拉乌尔定律计算气液平衡数据
xA
p pBo pAo pBo
yA
p
o A
x
A
p
t/℃ x y
80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.8 1.000 0.822 0.639 0.508 0.376 0.256 0.155 0.058 0.000 1.000 0.922 0.819 0.720 0.595 0.453 0.305 0.127 0.000
xF，y，x---原料液、气相、液相产品的组成，摩尔分数
y
1
F D
x
644进料热状况的影响
设塔板上某点液相浓度为ｘ，与其成平衡的气相浓度为yn*， 经该点上升的蒸汽组成为yn’ 在塔板上，气液相错流，液相由xn-1→ xn 气相由yn&43;1 * y n − y n +1
实际由于两相接触时间较短，物料混合不均匀，塔板上各点 浓度均不相同，EOG只反映塔板局部位置上的传质效果。 当塔板上液体混合均匀时，EOG=EMG 小塔或气液逆流接触时，EOG≅EMG
若操作压力较低时，汽相可视为理想气体混合物，则 22 . 4 q n , v TP 0 ｑv = 3600 T0 P T、T0 ——分别为精馏段操作的平均温度和标准状况下的 热力学温度，K；P、P0 ——分别为精馏段操作的平均压 力和标准状况下的压力。
2
6.6 其它精馏方法 (2)提馏段 计算类似 由于进料热状况及操作条件的不同，两段的上升 蒸汽体积流量可能不同，故塔径也不相同。 但若两段的上升蒸汽体积流量或塔径相差不太大 时，为使塔的结构简化，两段宜采用相同的塔 径，设计时通常选取两者中较大者，并经圆整后 作为精馏塔的塔径。 ａ间歇精馏 非定常态精馏过程，只有精馏段 ｂ多组分精馏 轻重关键组分：LK，HK 为多组分混合液中相对挥发度相差较大且相邻的 两个主要组分。 若要完全分离各组分，则分离n组分需要n-1个塔， 可有多种流程方案选择
yn+1
n+1
xn(xn*)
− xn x = n −1 * x n −1 − x n
yn*---与xn成平衡的气相中易挥发组分的摩尔分数 xn*---与yn成平衡的液相中易挥发组分的摩尔分数
1
(3)点效率：塔板上各点的局部效率 单板效率可直接反映该层塔板的传质效果，但各 层塔板的单板效率通常不相等。 即使塔内各板效率相等，全塔效率在数值上也不 等于单板效率。 因为两者定义的基准不同，全塔效率是基于所需 理论板数的概念，而单板效率基于该板理论增浓 程度的概念 。
实际由于两相接触时间较短，物料混合不均匀，塔板上各点 浓度均不相同，EOG只反映塔板局部位置上的传质效果。 当塔板上液体混合均匀时，EOG=EMG 小塔或气液逆流接触时，EOG≅EMG
若操作压力较低时，汽相可视为理想气体混合物，则 22 . 4 q n , v TP 0 ｑv = 3600 T0 P T、T0 ——分别为精馏段操作的平均温度和标准状况下的 热力学温度，K；P、P0 ——分别为精馏段操作的平均压 力和标准状况下的压力。
2
6.6 其它精馏方法 (2)提馏段 计算类似 由于进料热状况及操作条件的不同，两段的上升 蒸汽体积流量可能不同，故塔径也不相同。 但若两段的上升蒸汽体积流量或塔径相差不太大 时，为使塔的结构简化，两段宜采用相同的塔 径，设计时通常选取两者中较大者，并经圆整后 作为精馏塔的塔径。 ａ间歇精馏 非定常态精馏过程，只有精馏段 ｂ多组分精馏 轻重关键组分：LK，HK 为多组分混合液中相对挥发度相差较大且相邻的 两个主要组分。 若要完全分离各组分，则分离n组分需要n-1个塔， 可有多种流程方案选择
yn+1
n+1
xn(xn*)
− xn x = n −1 * x n −1 − x n
yn*---与xn成平衡的气相中易挥发组分的摩尔分数 xn*---与yn成平衡的液相中易挥发组分的摩尔分数
1
(3)点效率：塔板上各点的局部效率 单板效率可直接反映该层塔板的传质效果，但各 层塔板的单板效率通常不相等。 即使塔内各板效率相等，全塔效率在数值上也不 等于单板效率。 因为两者定义的基准不同，全塔效率是基于所需 理论板数的概念，而单板效率基于该板理论增浓 程度的概念 。
一、精馏塔的进料热状况 精馏塔五种进料热状况
1.进料热状况参数的定义
为了定量地 分析进料量及其 热状况对于精馏 操作的影响，现 引入进料热状况 参数的概念。
进料板的物料衡算和热量衡算
2020/11/9
二、进料热状况参数
物料衡算 F V L V L 热量衡算 F F V I I V L L I V V L I I L
设 IL IL
一、精馏塔的进料热状况 精馏 塔五种进料热状况
一、精馏塔的进料热状况
1.冷液进料
冷液进料 tF tb
LLF
V V
2020/11/9
冷液进料
一、精馏塔的进料热状况
2.饱和液体（泡点）进料
饱和液体进料 tF tb
LLF
V V
2020/11/9
饱和液体进料
一、精馏塔的进料热状况
3.汽液混合物进料 汽液混合物进料
f
2
3
d
e b4
1a
5
c
xW
xF
xD
2020/1N1/9T=4（不包括再沸器）；NT=5（包括再沸器）；NF=3
二、梯级图解法
3.适宜的进料位置
进料位置 对应于两操作
线交点d所在
的梯级，这一 位置即为适宜 的进料位置。
2020/11/9
适宜的进料板位置
二、梯级图解法
4.进料热状况对理论板层数的影响
tb tF td
LLLF
V V
2020/11/9
汽液混合物进料
一、精馏塔的进料热状况
4.饱和蒸汽（露点）进料
饱和蒸汽进料 tF td
LL
VVF
2020/11/9
饱和蒸汽进料
一、精馏塔的进料热状况
5.过热蒸汽进料
精馏操作及精馏DCS操作精讲
精馏原理1．平衡蒸馏仅通过一次部分汽化, 只能部分地分离混合液中的组分, 若进行多次的部分汽化和部分冷凝, 便可使混合液中各组分几乎完全分离。
2．多次部分汽化和多次部分冷凝如上图, 组成为xF的原料液加热至泡点以上, 如温度为t1, 使其部分汽化, 并将汽相和液相分开, 汽相组成为y1, 液相组成为x1, 且必有y1>xF>x1。
若将组成为y1的汽相混合物进行部分冷凝, 则可得到汽相组成为y2与液相组成为x2’的平衡两相, 且y2>y1；若将组成为y2的汽相混合物进行部分冷凝, 则可得到汽相组成为y3与液相组成为x3’的平衡两相, 且y3>y2>y1；同理, 若将组成为x1的液体加热, 使之部分汽化, 可得到汽相组成为y2’与液相组成为x2的平衡液两相, 且x2<x1, 若将组成为x2的液体进行部分汽化, 则可得到汽相组成为y3’与液相组成为x3的平衡两相, 且x3<x2<x1；结论: 气体混合物经多次部分冷凝, 所得汽相中易挥发组分含量就越高, 最后可得到几乎纯态的易挥发组分。
液体混合物经多次部分汽化, 所得到液相中易挥发组分的含量就越低, 最后可得到几乎纯态的难挥发组分。
存在问题：每一次部分汽化和部分冷凝都会产生部分中间产物, 致使最终得到的纯产品量极少, 而且设备庞杂, 能量消耗大。
为解决上述问题, 工业生产中精馏操作采用精馏塔进行, 同时并多次进行部分汽化和多次部分冷凝。
2. 塔板上汽液两相的操作分析图1为板式塔中任意第n块塔板的操作情况。
如原料液为双组分混合物, 下降液体来自第n－1块板, 其易挥发组分的浓度为xn－1, 温度为tn－1。
上升蒸气来自第n+1块板, 其易挥发组分的浓度为yn+1, 温度为tn+1。
当气液两相在第n块板上相遇时, tn+1＞tn－1, 因而上升蒸气与下降液体必然发生热量交换, 蒸气放出热量, 自身发生部分冷凝, 而液体吸收热量, 自身发生部分气化。
一、精馏塔的进料热状况 精馏塔五种进料热状况知识讲解
LL
VVF
2020/6/12
过热蒸汽进料
二、进料热状况参数
1.进料热状况参数的定义
为了定量地 分析进料量及其 热状况对于精馏 操作的影响，现 引入进料热状况 参数的概念。
进料板的物料衡算和热量衡算
2020/6/12
二、进料热状况参数
物料衡算 F V L V L 热量衡算 F F V I I V L L I V V L I I L
由 x1 =xn
y 2
x 2
y3
(a)
xm ≤ xW
(a) … (c) x3
提馏段理论板层数：m-1（不包括再沸器） 总理论板层数 NT ：n＋ m - 2 （不包括再沸器）
2020/6/12
二、梯级图解法
梯级图解法又称麦克布—蒂利法，简称M—T法。 1.操作线的作法
用图解法求理论板层数时，需先在x–y图上作
d
e b4
1a
5
c
xW
xF
xD
2020/6N/12T=4（不包括再沸器）；NT=5（包括再沸器）；NF=3
二、梯级图解法
3.适宜的进料位置
进料位置 对应于两操作
线交点d所在
的梯级，这一 位置即为适宜 的进料位置。
2020/6/12
适宜的进料板位置
二、梯级图解法
4.进料热状况对理论板层数的影响
进料热状况参数 q 值不同，q 线的斜率也就 不同，q 线与精馏段操作线的交点 d 随之而变动，
q 线方程或 进料方程
2020/6/12
二、梯级图解法
y q x xF q1 q1
直线方程
斜率 截距
q q 1
xF q 1
与对角线联立解得交点e。过点 e作斜率为 q/(q-1)的直线与精馏段操作线交于点d，联接cd 即 得提馏段操作线。
一、精馏塔的进料热状况 精馏塔五种进料热状况共30页
提馏段操
作线方程 则 ym 1L Lq qF W Fxm Lq WF WxW
二、进料热状况参数
3. 进料热状况参数的计算
对于冷液进料，设进料温度为 tF 、泡点温度为 tb
qIVIFcp(tbtF)r
IVIL
r
r xiri cP xicpi
定性温度 tm 12(tF tb)
泡点进料 tF tb q 1
二、梯级图解法
3.适宜的进料位置
进料位置 对应于两操作
线交点d所在
的梯级，这一 位置即为适宜 的进料位置。
适宜的进料板位置
二、梯级图解法
4.进料热状况对理论板层数的影响
进料热状况参数 q 值不同，q 线的斜率也就 不同，q 线与精馏段操作线的交点 d 随之而变动，
从而影响提馏段操作线的位置，进而影响所需的 理论板层数。
二、进料热状况参数
由 L LqF
冷液进料
LLF
泡点进料
LLF
汽液混合物进料 LLLF
露点进料
LL
过热蒸汽进料
LL
q 1
q 1
0q1
q0 q0
一、逐板计算法
逐板计算法通常从塔顶开始，计算过程中依次 使用平衡方程和操作线方程，逐板进行计算，直至 满足分离要求为止。
平衡方程
y x 1 ( 1)x
（a)
一、精馏塔的进料热状况
1.冷液进料
冷液进料 tF tb
LLF V V
冷液进料
一、精馏塔的进料热状况
2.饱和液体（泡点）进料
饱和液体进料 tF tb
LLF
V V
饱和液体进料
一、精馏塔的进料热状况
3.汽液混合物进料 汽液混合物进料
4.5.精馏塔进料热转况的影响
1、五种进料热状态
精馏塔在操作过程中，精馏段和提馏段汽液两相流量间的关系与精馏塔的进料热状况有关，因而进料热状况对精馏段和提馏段的操作线方程有直接的影响。根据工艺条件和操作要求，精馏塔可以不同的物态进料。组成为xF的原料，其进料状态可有以下五种：
（1）冷液体进料（a）
（2）饱和液体进料（b）
（3）气-混合物进料（c）
（1）冷液体进料q>1
表示L’>L+F,V’>V
（2）饱和液体进料q=1
表示L’=L+F,V’=V
（3）气液混合物进料0<q<1
表示L’>L,V’<V
（4）饱和蒸汽进料q=0
表示L’=L,V’=V-F
（5）过热蒸汽进料q<0
表示L’<L,V’<V-F
课堂练习
见ppt
点评学生完成情况
学生完成课堂练习
讲授新知
3.情感态度与价值观：
激发学生学习的兴趣；培养学生的好奇心，鼓励学生积极寻求答案，培养学生正确的科学态度。
教学重点
精馏塔进料的热状况及进料热状况对q线和操作线的影响
教学难点
不同进料热状况对进料板上下各股流的影响
教学方式
以PPT展示、黑板讲授相结合为主，启发、提问、讨论等多种方法相结合。
课前准备
1.全班分为8个学习小组，选好小组长；
《精馏塔进料热状况的影响》教学设计
课程名称
化工单元操作
课题
精馏塔进料热状况的影响
授课对象
中职二年级学生
课型
理论课
授课人数
48人
课时
1
教材分析
教学目标
1.知识与技能：
通过学习，学生能掌握精馏塔进料的五种热状况，理解进料热状况对q线的影响。
精馏塔在操作过程中，精馏段和提馏段汽液两相流量间的关系与精馏塔的进料热状况有关，因而进料热状况对精馏段和提馏段的操作线方程有直接的影响。根据工艺条件和操作要求，精馏塔可以不同的物态进料。组成为xF的原料，其进料状态可有以下五种：
（1）冷液体进料（a）
（2）饱和液体进料（b）
（3）气-混合物进料（c）
（1）冷液体进料q>1
表示L’>L+F,V’>V
（2）饱和液体进料q=1
表示L’=L+F,V’=V
（3）气液混合物进料0<q<1
表示L’>L,V’<V
（4）饱和蒸汽进料q=0
表示L’=L,V’=V-F
（5）过热蒸汽进料q<0
表示L’<L,V’<V-F
课堂练习
见ppt
点评学生完成情况
学生完成课堂练习
讲授新知
3.情感态度与价值观：
激发学生学习的兴趣；培养学生的好奇心，鼓励学生积极寻求答案，培养学生正确的科学态度。
教学重点
精馏塔进料的热状况及进料热状况对q线和操作线的影响
教学难点
不同进料热状况对进料板上下各股流的影响
教学方式
以PPT展示、黑板讲授相结合为主，启发、提问、讨论等多种方法相结合。
课前准备
1.全班分为8个学习小组，选好小组长；
《精馏塔进料热状况的影响》教学设计
课程名称
化工单元操作
课题
精馏塔进料热状况的影响
授课对象
中职二年级学生
课型
理论课
授课人数
48人
课时
1
教材分析
教学目标
1.知识与技能：
通过学习，学生能掌握精馏塔进料的五种热状况，理解进料热状况对q线的影响。
6.6 进料热状况的影响和q线方程解析
#39;
(6－51) (6－52)
V ' V (q 1) F
整理式（6－37）、 （6-44）、 (6－51)、 (6－52)四式可得q线方程： 即：
q xF y x q 1 q 1
（6－60）
——q线方程或进料方程。
讨论：
1、在进料热状态一定时，即q为定值，则式 （6－60）为一直线方程。 2、q线在y－x图上是过对角线上e (xF，xF)点d 的一条直线； 3、该直线的斜率为：
6.6 进料热状况的影响和q线方程
6.6.1 五种进料热状况 6.6.2 进料板物料恒算和热量恒算 6.6.3 q线方程（进料方程）
本节学习要点: 1、依恒摩尔流的假设可得： 精馏段上升蒸汽量V、下降液流量L恒为常量； 提馏段上升蒸汽量V′、下降液流量L′亦为常量。 但V、V′及L、L′不一定相等，其间关系由 进料状态（q）决定，即
L ' L qF
V ' V (1 q) F
2、q线方程是两操作线交点的轨迹方程， 进料热状况的不同只影响提馏段不影响精 馏段。
6.7.1 五种进料热状况
在实际生产中，引入塔内的原料有五种 不同的状况：
①冷进料； ——不平衡状态进料
②泡点进料； ③气液混合进料； ——平衡状态进料 ④饱和蒸汽进料；
(6－53)
式中： r——进料的摩尔汽化潜热； cpL——（tb +tF）/2下液体的比热容； 3、过热蒸汽q的计算式。
H H c ( t t ) F d H hF pV q H h H h c pV (t F td ) r
式中： cpV——（tF +td）/2下气体的比热容；
6.6.2 进料板物料恒算和热量恒算
(6－51) (6－52)
V ' V (q 1) F
整理式（6－37）、 （6-44）、 (6－51)、 (6－52)四式可得q线方程： 即：
q xF y x q 1 q 1
（6－60）
——q线方程或进料方程。
讨论：
1、在进料热状态一定时，即q为定值，则式 （6－60）为一直线方程。 2、q线在y－x图上是过对角线上e (xF，xF)点d 的一条直线； 3、该直线的斜率为：
6.6 进料热状况的影响和q线方程
6.6.1 五种进料热状况 6.6.2 进料板物料恒算和热量恒算 6.6.3 q线方程（进料方程）
本节学习要点: 1、依恒摩尔流的假设可得： 精馏段上升蒸汽量V、下降液流量L恒为常量； 提馏段上升蒸汽量V′、下降液流量L′亦为常量。 但V、V′及L、L′不一定相等，其间关系由 进料状态（q）决定，即
L ' L qF
V ' V (1 q) F
2、q线方程是两操作线交点的轨迹方程， 进料热状况的不同只影响提馏段不影响精 馏段。
6.7.1 五种进料热状况
在实际生产中，引入塔内的原料有五种 不同的状况：
①冷进料； ——不平衡状态进料
②泡点进料； ③气液混合进料； ——平衡状态进料 ④饱和蒸汽进料；
(6－53)
式中： r——进料的摩尔汽化潜热； cpL——（tb +tF）/2下液体的比热容； 3、过热蒸汽q的计算式。
H H c ( t t ) F d H hF pV q H h H h c pV (t F td ) r
式中： cpV——（tF +td）/2下气体的比热容；
6.6.2 进料板物料恒算和热量恒算
简述进料热状态对精馏操作的影响
简述进料热状态对精馏操作的影响
精馏操作的进料热状态对精馏设备的性能有重要的影响。
本文将首先介绍进料热状态以及它对精馏操作的影响，然后给出精馏操作中进料热状态应该如何采取措施，最后总结。
一、进料热状态及其对精馏操作的影响
进料热状态指的是进入精馏设备的熔盐溶液的温度。
进料热状态是精馏操作过程中最重要的因素之一，其对精馏操作的影响可以归结为三点：
1.进料热状态会影响精馏塔的热特性：进料的温度越高，精馏塔的热特性就会越差，使得精馏过程的准确性受到影响；反之，如果进料热状态比较准确，那么精馏效果就会比较好，精馏过程也会更加准确。
2.进料热状态会影响精馏设备的工作效率：如果进料温度过低，会导致精馏设备的工作效率降低；如果温度过高，则可能会引起精馏设备的报警，影响设备的正常运行。
3.进料热状态会影响精馏过程中的溶液浓度：进料温度的变化会导致溶液浓度的变化，对精馏过程的精确性产生重大影响。
二、精馏操作中如何处理进料热状态
在精馏操作中，如何处理进料热状态非常重要。
首先，要观察温度棒的实时变化，及时发现和解决系统中温度的问题。
其次，应根据进料材料的性质，结合精馏设备的实际工况，合理
设定进料温度，尽量保持稳定，以保证精馏塔的热特性和溶液浓度精确控制。
最后，在运行过程中应及时监测进料热状态的变化，根据变化情况及时调节设备的参数，保证进料热状态的稳定。
三、总结
综上所述，进料热状态对精馏操作的影响很大，如何处理进料热状态对于精馏操作的准确性和效率有着重要的意义。
因此，在精馏操作中一定要认真观察进料热状态，采取正确的措施，以确保精馏设备的正常运行。
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（1）过冷液体，q>1 （2）饱和液体（泡点）进料，q=1 （3）气液混合物，0<q<1 （4）饱和蒸气，q=0 （5）过热蒸气,q<0
一、进料热状况的影响
讨论：进料热状况对理论板数的影响
冷液进料时，所需的理 论板数最少； 过热蒸汽进料，所需理 论板数最多。
知识点：进料热状况的影响
情境六：蒸馏过程及操作 任务二：精馏过程分析
课程：化工单元过程操作
一、进料热状况的影响
引入塔内的原料可能有五种不同的状况：进料热状况不同，会影响塔内上升蒸汽
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
量和下降液体量。
（1）过冷液体， （2）饱和液体（泡点）进料， （3）气液混合物，
进料热状况参 数q/液化分率
（4）饱和蒸气，
（5）过热蒸气。
问题：进料热状况该如何衡量呢？
一、进料热状况的影响
进料热状况参数q/液化分率 L’=L+qF
饱和液体， L’=L+F； 则q=1 饱和蒸汽， L’=L； 则q=0
过冷液体， L’〉L+F；则q>1
过热蒸汽， L’<L； 则q<0
气液混合物， L’=L+FL；则0<q<1
一、进料热状况的影响
一、进料热状况的影响
讨论：进料热状况对理论板数的影响
冷液进料时，所需的理 论板数最少； 过热蒸汽进料，所需理 论板数最多。
知识点：进料热状况的影响
情境六：蒸馏过程及操作 任务二：精馏过程分析
课程：化工单元过程操作
一、进料热状况的影响
引入塔内的原料可能有五种不同的状况：进料热状况不同，会影响塔内上升蒸汽
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
量和下降液体量。
（1）过冷液体， （2）饱和液体（泡点）进料， （3）气液混合物，
进料热状况参 数q/液化分率
（4）饱和蒸气，
（5）过热蒸气。
问题：进料热状况该如何衡量呢？
一、进料热状况的影响
进料热状况参数q/液化分率 L’=L+qF
饱和液体， L’=L+F； 则q=1 饱和蒸汽， L’=L； 则q=0
过冷液体， L’〉L+F；则q>1
过热蒸汽， L’<L； 则q<0
气液混合物， L’=L+FL；则0<q<1
一、进料热状况的影响