提馏段操作线方程

课内练习
1、用一精馏塔分离二元液体混合物，进料量 100kmol/h，易挥发组分xF=0.5，泡点进料，得塔 顶产品xD=0.9，塔底釜液xW=0.05（皆摩尔分率） ，操作回流比R=2，塔顶为全凝器，求： （1）塔顶和塔底的产品量（kmol/h）； （2）塔顶易挥发组分的回收率为多少； （3）写出精馏段与提馏段操作线方程。
4、恒摩尔溢流
L1 L2 ...... Lm L
5、恒摩尔流假设的条件
（1）各组分的摩尔汽化潜热相等； （2）气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略 ； （3）塔设备保温良好，热损失可以忽略。
L1 L2 ...... Ln L
二、物料衡算和操作线
1、全塔物料衡算
2、精馏段操作线方程
对总物料：
V LD
对易挥发组分：
Vyn1 Lxn Dx D
L D yn 1 xn xD LD LD
R 1 xn xD R 1 R 1
——精馏段操作线方程
L R ——回流比 D
3、提馏段操作线方程
对总物料：
L V W
对易挥发组分：
L L q L L qF F F V L V L
V V (q 1) F
提馏段操作线方程为：
L qF W 1 ym xm xw L qF W L qF W
例：用一连续精馏装置在常压下，分离含苯41%（质 量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔顶产品中含苯不低于 97.5%，塔底产品中含甲苯不低于98.2%，每小时处理的原 料量为8570kg。操作回流比为3，试计算：
1.8 / 78 xw 1.8 / 78 98.2 / 92 0.0212
M F 0.4504 78 (1 0.4504) 92 85.69kg / kmol
8570 F 100.0kmol / h 85.69
F D W FxF Dx D Wxw
求V、L 求 V 、L 已知R 精馏段物料衡算 求q
L L qF
V V (q 1) F
解： （1）产品量
41 / 78 0.4504 xF 41 / 78 59 / 92 97.5 / 78 xD 0.9787 97.5 / 78 2.5 / 92
100.0 D W
100.0 0.4504 D 0.9787 W 0.0212
D 44.3kmol / h
(2)上升蒸汽量及回流量
W 55.7kmol / h
精馏段：L RD 3 44.8 134.5kmol / h
V L D 134.5 44.83 179.3kmol / h
课内练习
2、精馏段操作线方程和提馏段操作线方程分 别为y=0.67x+0.3和 y=1.2x-0.018 ,求泡点进料 时（1）原料液、馏出液、釜液组成及回流 比。
对总物料：
F D W
对于易挥发组分：
FxF DxD WxW
D xF xW F xD xW
W D 1 F F
•当塔顶、塔底产品组成xD、xW及产品质量已规定，产品的 采出率D/F和W/F也随之确定，不能再自由选择； •当规定塔顶产品的产率和质量xD，则塔底产品的质量xW及 产率也随之确定而不能自由选择； •在规定分离要求时，应使
L L F L
V V L
（4）汽液混合物进料
L L qF
（5）过热蒸汽进料
V V (q 1) F
L L V
V V F V
对于饱和液体、汽液混合物及饱和蒸汽三种进料而言，q 值就等于进料中的液相分率。
（3）q值与提馏段操作线方程
（1）塔顶及塔底的产品量；
（2）精馏段上升蒸汽量及回流液量；
（苯的汽化潜热rA=93kcal/kg，甲苯的汽化潜热rB=87.5
kcal/kg，苯和甲苯的平均比热Cp,l=0.45 kcal/kg℃，蒸汽的平
均比热Cp,v=0.30 kcal/kg℃）。 分析： 全塔物料衡算 求W 、 D 求xF、xW、xD
Lxm V ym1 Wxw
提馏段操作线方程：
y m 1
L W xm xw L W L W
5、进料热状况对操作的影响
1）定义式
L L q F
2）q的计算
物料衡算：
F V L V L
热量衡算： FiF V iV LiL ViV LiL
第五章 蒸馏
第三节 两组分连续精馏的分析和计算
一、理论板及恒摩尔流
1、理论板
离开这种板的气液两相互成平衡，而且塔板上的液相 组成也可视为均匀的。
2、操作关系
yn+1与xn之间的关系
Hale Waihona Puke Baidu
3、恒摩尔汽化
V1 V2 ...... Vn V
V1 V2 ......Vm V
L L iV i F q F iV i L
将1kmol进料变为饱和蒸汽所需热量 原料液的kmol汽化潜热
（1）对于泡点进料
iF iL
iV iF q 1 iV iL
L F L
（2）对于饱和蒸汽进料
V V
L L
（3）对于冷液进料
V V F
Dx D FxF
FxF •塔顶产品的组成应满足 xD D
塔顶易挥发组分回收率：易挥发组分从塔顶采出的量占全部 进料量中轻组分的百分数。
Dx D D 100% FxF
塔底难挥发组分回收率：
W (1 xW ) W 100% F (1 xF )
习题分析
1、每小时将100kmol含苯40%（摩尔%，下同）和甲 苯60%的溶液，在连续精馏塔中进行分离，要求 釜残液中含苯不高于5%，塔顶馏出液中含苯95% 。 （1）试求馏出液和釜残液的流量。 （2）若保持塔顶组成不变，达到馏出液流量为 40Kmol/h是否可行？最大馏出液流量是多少 Kmol/h？