4.5.精馏塔进料热转况的影响1
知识点3 进料热状况的影响.ppt
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
(2)提馏段操作线方程
（2）提馏段操作线方程W m m x WL W x W L L y ---=+'''''1 ——提馏段操作线方程其意义：表示在一定的条件下，提馏段内自任意第m 块塔板下降液相组成x `m与其相邻的下一块（即m+1）塔板上升蒸汽组成y `m+1之间的关系。
在稳定操作状态下，W 、x w 为定值，L `、V `为常数，故提馏段操作线也为一条直线。
该直线过b （ x w , x w ）,斜率为L ` / V ` , L `受加料量及进料热状况的影响。
三、进料热状况的影响1、五种进料状况分析：(a) 冷液： V ’>V L ’>L⎪⎩⎪⎨⎧+=+=+W m m Wx y V x L W V L 1''''(b) 饱和液体（泡点进料）: V ’=V L ’=L+F(c) 气液混合物：V > V ’ L ’>L（d ）饱和蒸汽（露点进料）: L ’=L V=V ’+F(e)过热蒸汽: V > V ’ L ’<L设：q —进料热状态参数 q 的定义式为： FL L q )('-= 即每1kmol 进料使得L ’较L 增大的摩尔数。
通过对加料板作物料及热量衡算，就能得到q 值得计算式：==原料液的汽化潜热的热量进料变为饱和蒸汽所需将1kmol 1kmol q 均泡均均r t t c r F )(-+ 均r ——原料液的平均摩尔汽化热，kJ/kmol ；均c ——原料液的平均摩尔比热容，kJ/(kmol ·℃)；泡t ——原料液的泡点，℃；F t ——进料温度，℃。
则： L ’=L+qF V=V ’+(1-q)F则提馏段操作线方程为： 【例题7-4】 课堂练习：习题7-7练习：用某精馏塔分离丙酮-正丁醇混合液。
料液含30％丙酮，馏出液含95％（以上均为质量百分数）的丙酮，加料量为1000k g ／h ，馏出液量为300kg ／h ，进料为沸点状态。
海川化工论坛_1-4精馏原理
第六章 蒸馏（14学时）教学目的：通过本章学习，掌握蒸馏的原理、精馏过程计算和优化。
教学重点：精馏原理、精馏装置作用精馏分离过程原理及分析教学难点：精馏原理，部分气化和部分冷凝在实际精馏操作中有机结合的过程。
教学内容：第一节概述1、易挥发组分和难挥发组分液体均具有挥发性，但各种液体的挥发性各不相同。
通常沸点较低的组分挥发性强，称为易挥发组分，沸点较高的组分挥发性较弱，称为难挥发组分，因此液体混合物加热部分汽化时所生成的气相组成和液相组成必有差异。
利用这一差异，就可将液体混合物分离。
易挥发─沸点低─轻组分难挥发─沸点高─重组分2、蒸馏：根据混合液中各组分挥发度的差异而达到分离的单元按操作方式：可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
生产中以连续蒸馏为主，间歇蒸馏只用于小规模的场合。
2、按蒸馏方法：简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)(易分离或分离要求不高的物系) 精馏(各种物系得到较纯的产品) 特殊精馏(很难分离或普通精馏不能完成的物系)3、按操作压力：常压(一般情况)；减压(沸点高且热敏性)；加压（常温常压下呈气态，沸点低，冷凝困难）。
双组分和多组分：双组分是多组分的特殊情况；多组分（多用于工业上）。
石油加工：苯、甲苯、二甲苯的分离。
造酒：从发酵的醪液中提取饮料酒。
合成材料：从反应的混合物中提出高纯度的单体（苯乙烯、氯乙稀）第二节 双组分溶液的汽掖相平衡本节重点：气液两相平衡物系的自由度、理想溶液和拉乌尔定律本节难点：汽液相组成与温度（泡点、露点）的关系6-1 溶液的蒸气压及拉乌尔定律1、理想溶液：指其中各个组分都在全部浓度范围内服从拉乌尔定律2.拉乌尔定律：设在纯液体A中逐渐加入较难挥发的溶液B，形成A、B的溶液，当A的平衡分压（蒸汽压）P A仅仅由于被B所释放而降低，则：p A = p A o• x A p A o─纯液体A的蒸汽压；x A─溶液中组分A的摩尔分率。
同理，将拉乌尔定律用于组分B为：p B=p B o x B3.道尔顿分压定律:p = p A + p B p A = p A o x A = p A o x p B = p B o (1-x)精馏原理是根据图所示的t-x-y图，在一定的压力下，通过多次部分气化和多次部分冷凝使混合液得以分离，以分别获得接近纯态的组分。
化工原理-复习
第1章 蒸馏符号：1.英文字母：D ——塔顶产品（馏出液）流量，kmol/h L ——塔内下降的液体流量，kmol/h V ——上升蒸气的流量，kmol/h 2.上标：°——纯态* ——平衡状态 ＇——提馏段一、 概述1. 易挥发组分（轻组分）：沸点低的组分难挥发组分（重组分）：沸点高的组分 2. 传质过程（分离操作）：物质在相间的转移过程。
3. 蒸馏：将液体混合物部分气化利用各组分挥发度不同的特性达到分离的目的。
分类：（1）操作流程：①间歇蒸馏 ②连续蒸馏 （2）蒸馏方式：①简单蒸馏②平衡蒸馏（闪蒸） ③精馏：（有回流）较难分离 ④特殊精馏：很难分离（3）操作压力：①常压蒸馏②减压蒸馏：Ⅰ、沸点较高 Ⅱ、热敏性混合物 ③加压蒸馏：常压下的气态混合物（4）组分的数目：①两组分精馏②多组分精馏：工业生产中最为常见二、 两组分溶液的气液平衡（一） 两组分理想物系的气液平衡1. 相律（1） 平衡物系中的自由度数、相数及独立组分数间的关系。
（2） F=C-φ+2（2：外界只有温度&压力2个条件可影响物系的平衡状态） 2. 两组分理想物系的气液平衡函数关系（气液相组成与平衡温度间的关系） 理想物系：①液相为理想溶液。
②气相为理想气体。
（1） 用饱和蒸气压&相平衡常数表示的气液平衡关系 1） 拉乌尔定律理想溶液上方的平衡分压：p A =p A °x Ap B =p B °x B =p B °（1-x A ） 溶液沸腾时：p=p A +p B联立：x A =p-p B °p A °-p B ° →泡点方程：气液平衡下液相组成与平衡温度间的关系x B =1-x A｝较易分离或分离要求不高｝原理、计算无本质区别2） 道尔顿分压定律（外压不太高时，平衡的气相可视为理想气体） y A =p Apy A =p A °p x A →露点方程：气液平衡时气相组成与平衡温度间的关系 y B =1-y A（2） 用相对挥发度表示的气液平衡关系 1） 挥发度υ（与温度有关）：υA =p Ax AυB =p Bx B理想溶液：υA =p A °；υB =p B °2） 相对挥发度α（溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比）：α=υA υB = p Ax A p Bx B若操作压力不高，气相遵循道尔顿分压定律：α= py A x Apy B x B=y A x B y B x A=y A （1-x A ）x A （1-y A ） →y A =αx A 1+（α-1）x A理想溶液：α=p A °p B °3） y=αx1+（α-1）x若α>1，α愈大，挥发度差异愈大，分离愈易。
精馏塔设计基本知识--压力、温度、进料、进料组分大小和进料速度对精馏塔的影响
精馏塔设计基本知识--压⼒、温度、进料、进料组分⼤⼩和进料速度对精馏塔的影响化⼯原理课程设计代做：QQ2030230388代做精馏塔、换热器、锅炉原理等课程设计1. 精馏操作的影响因素有哪些 ?除了设备问题以外，精馏操作过程的影响因素主要有以下⼏个⽅⾯：塔的温度和压⼒（包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义的塔板）；进料状态；进料量；进料组成；进料温度；塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量；回流量；塔顶冷剂量；塔顶采出量和塔底采出量。
塔的操作就是按照塔顶和塔底产品的组成要求来对这⼏个影响因素进⾏调节。
2. 精馏塔操作压⼒的变化对精馏操作有什么影响 ?塔的设计和操作都是基于⼀定的压⼒下进⾏的，因此⼀般的精馏塔总是先要保持压⼒的恒定。
塔压波动对塔的操作将产⽣如下的影响。
（1）响产品质量和物料平衡改变操作压⼒，将使每块塔板上的⽓液相平衡的组成发⽣改变。
压⼒升⾼，则⽓相中的重组份减少，相应的提⾼了⽓相中的轻组分的浓度；液相中的轻组分含量增加，同时也改变了⽓液相的重量⽐，使液相量增加，⽓相量减少。
总的结果是：塔顶馏分中的轻组分浓度增加，但数量却相对减少；釜液中的轻组分浓度增加，釜液量增加。
同理，压⼒降低，塔顶馏份的数量增加，轻组分浓度降低；釜液量减少，轻组分浓度减少。
正常操作中应保持恒定的压⼒，但若操作不正常，引起塔顶产品中重组分浓度增加时，则可采⽤适当升⾼操作压⼒的办法，使产品质量合格，但此时液相中轻组分的损失增加。
（2）变组分间的相对挥发度压⼒增加，组分间的相对挥发度降低，分离效率下降，反之亦然。
（3）改变塔的⽣产能⼒压⼒增加，组分的重度增⼤，塔的处理能⼒增⼤。
（4）塔压的波动这将引起温度和组成间对应关系的混乱。
我们在操作中经常以温度作为衡量产品质量的间接标准，但这只有在塔压恒定的情况下才是正确的。
当塔压改变时，混合物的露点、泡点发⽣改变，引起全塔的温度分布发⽣改变，温度和产品质量的对应关系也将发⽣改变。
从以上分析来看，改变操作压⼒，将改变整个塔的⼯作状况，因此在正常操作中应维持恒定的压⼒，只有在塔的正常操作受到破坏时，才可以根据上述分析，在⼯艺指标允许的范围内，对塔的压⼒进⾏适当的调整。
一、精馏塔的进料热状况 精馏塔五种进料热状况
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
影响精馏塔操作稳定性的因素有哪些
影响精馏塔操作稳定性的因素有哪些
精馏塔操作稳定性通常受到多种因素的影响，主要有以下几个方面。
1、物料平衡的影响
在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。
通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。
2、塔顶回流的影响
回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量。
调节回流比的方法可有如下几种。
（1）减少塔顶采出量以增大回流比。
（2）塔顶冷凝器为分凝器时，可增加塔顶冷剂的用量，以提高凝液量，增大回流比。
（3）有回流液中间贮槽的强制回流，可暂时加大回流量，以提高回流比，但不得将回流贮槽抽空。
3、进料热状况的影响
当进料状况发生变化时，应适当改变进料位置，并及时调节回流比。
一般精馏塔常设几个进料位置，以适应生产中进料状况，保证在精馏塔的适宜位置进料。
如进料状况改变而进料位置不变，必然引起馏出液和釜残液组成的变化。
4、塔釜温度的影响
釜温是由釜压和物料组成决定的。
精馏过程中，只有保持规定的釜温，才能确保产品质量。
因此釜温是精馏操作中重要的控制指标之一。
在提高温度的时候，既要考虑到产品的质量，又要考虑到工艺损失。
一般情况下，操作习惯于用温度来提高产品质量，降低工艺损失。
5、操作压力的影响
塔的压力是精馏塔主要的控制指标之一。
在精馏操作中，常常规定了操作压力的调节范围。
塔压波动过大，就会破坏全塔的气液平衡和物料平衡，使产品达不到所要求的质量。
考研化工原理常见简答题
2221mx y mx y --化工原理简答题1、操作中的吸收塔，若吸收剂入塔浓度x 2降低，其他操作条件不变，试定性分析气体出塔浓度y 2、液体出塔浓度x 1的变化趋势。
(可画图说明：N OG 不变条件下，x 1只能变小)L 、G 不变，∴H OG 不变、N OG 不变；又m 不变，故 1/A 不变。
由吸收因数法可知不变。
由此可知y 2↓。
至于x 1的变化，则可用排除法判断：假设x 1不变或变大，可见均与N OG 不变相矛盾。
因此，x 1必变小。
2、精馏塔在一定条件下操作，若回流液由饱和液体改为冷液时，其塔顶产品组成有何变化？为什么？3、提高干燥时气流速度而使恒速阶段的干燥速率增大时; x C 值将会变大还是变小? 从干燥机理加以分析。
4、叙述恒縻尔流假设的内容？6、试推导并流吸收塔的操作线方程？并在y-x 的相图上表示出来？7、叙述双膜理论的论点？。
8、叙述湿空气的性能参数？9、何谓理论板？为什么说一个三角形梯级代表一块理论块？。
10、何谓塔的漏液现象？如何防止？。
13.在精馏操作过程中为什么要有回流及再沸器？14.何谓干燥速率？干燥过程分为哪几个阶段？各受什么控制？15.什么位置为适宜的进料位置？为什么？16.湿物料中的水分按能否用干燥操作分为？按除去的难易程度可分为？1、精馏的原理是什么？答2、压强对相平衡关系有何影响？精馏塔的操作压强增大，其他条件不变，塔顶、塔底的温度和组成如何变化？答：。
3、精馏塔中气相组成、液相组成以及温度沿塔高如何变化？答：4、恒摩尔流假定的主要内容是什么？简要说明其成立的条件。
答：恒摩尔流假定成立的条件：5、进料热状态有哪些？对应的q 值分别是多少？答：。
6、q 值的物理意义是什么？答：。
7、什么是理论板？说明理论板与实际塔板的关系。
答：理论板是指离开该板的蒸气和液相组在达到平衡的塔板。
理论板和实际塔板间存在如下关系： T N N η=8、什么叫理论板？说明理论板与实际塔板间的关系。
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
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
首先，进料温度对精馏操作具有重要的意义，它直接影响到精馏过程中各个反应的速度，特别是沸点和溶解度。
当进料温度升高时，溶解度会增加，而沸点会降低。
反过来，当进料温度降低时，溶解度会降低，而沸点会升高。
根据热力学原理，热状态的变化会影响物质的状态，这一点对于精馏操作尤其重要。
此外，进料温度也会影响沸点、溶解度和特殊体系因子（TPS）之间的关系。
当进料温度升高时，特殊体系因子（TPS）会比沸点更容易被改变，而溶解度会受到更大的影响。
这就意味着，当进料温度升高时，提高精馏效率的有效方法是改变特殊体系因子，而不是改变沸点。
进料温度还会影响分离物质的比例和比亲水性。
经过精馏的分子越来越大，这是由于进料温度的改变造成的溶解度不同。
例如，当进料温度升高时，比亲水性物质会比分离物质更容易溶解和分离，反之亦然。
在进料温度不变的情况下，分离后的物质比例和比亲水性也会受到影响。
最后，进料温度也会影响沸点和溶解度对容器压力的反应。
当进料温度升高时，容器压力会增加，而沸点和溶解度会降低。
反之，当进料温度降低时，容器压力会降低，而沸点和溶解度会增加。
因此，调整容器压力也要考虑进料温度的变化。
综上所述，进料温度对精馏操作是至关重要的，它会影响沸点、溶解度和比亲水性、容器压力等多方面。
因此，加工高质量的产品，
控制好进料温度是非常必要的，也是优化精馏操作效率的重要因素。
化工原理习题第三部分蒸馏答案（1）
化⼯原理习题第三部分蒸馏答案（1）第三部分蒸馏⼀、填空题1、蒸馏是⽤来分离均相液体混合物的单元操作。
2、含⼄醇12%（质量百分数）的⽔溶液，其⼄醇的摩尔分率为5.07%。
3、蒸馏操作是借助于液体混合物中各组分挥发度的差异⽽达到分离的⽬的。
4、进料板将精馏塔分为精馏段和提馏段。
5、理想溶液的⽓液相平衡关系遵循拉乌尔定律。
6、当⼀定组成的液体混合物在恒这⼀总压下，加热到某⼀温度，液体出现第⼀个⽓泡，此温度称为该液体在指定总压下的泡点温度，简称泡点。
7、在⼀定总压下准却⽓体混合物，当冷却到某⼀温度，产⽣第⼀个液滴，则此温度称为混合物在指定总压下的露点温度，简称露点。
8、理想溶液中各组分的挥发度等于其饱和蒸⽓压。
9、相对挥发度的⼤⼩反映了溶液⽤蒸馏分离的难易程度。
10、在精馏操作中，回流⽐的操作上限是全回流。
11、在精馏操作中，回流⽐的操作下限是最⼩回流⽐。
12、表⽰进料热状况对理论板数的影响的物理量为进料热状况参数。
13、q值越⼤，达到分离要求所需的理论板数越少。
14、精馏塔中温度由下⽽上沿塔⾼的变化趋势为逐渐降低。
15、当分离要求⼀定，回流⽐⼀定时，在五种进料状况中，冷液进料的q值最⼤，此时，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远，分离所需的总理论板数最少。
16、精馏过程是利⽤部分冷凝和部分汽化的原理⽽进⾏的。
精馏设计中，回流⽐越⼤，所需理论板越少，操作能耗增加，随着回流⽐的逐渐增⼤，操作费和设备费的总和将呈现先降后升的变化过程。
17、精馏设计中，当回流⽐增⼤时所需理论板数减⼩（增⼤、减⼩），同时蒸馏釜中所需加热蒸汽消耗量增⼤（增⼤、减⼩），塔顶冷凝器中冷却介质消耗量减⼩（增⼤、减⼩），所需塔径增⼤（增⼤、减⼩）。
18、分离任务要求⼀定，当回流⽐⼀定时，在5种进料状况中,冷液体进料的q 值最⼤，提馏段操作线与平衡线之间的距离最远,分离所需的总理论板数最少。
19、相对挥发度α=1，表⽰不能⽤普通精馏分离分离，但能⽤萃取精馏或恒沸精馏分离。
化工分离工程正文
化工分离工程正文绪论一：分离工程在工业生产中的地位和作用：1．分离工程定义：将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作 2．化工生产装置：反应器+分离设备+辅助设备（换热器、泵） 3．分离工程重要性：（1）纯化原料：清除对反应或催化剂有害的杂质，减少副反应、提高收率。
（2）纯化产品：使未反应物质循环。
（3）环境治理工程：去除污染物。
4．分离工程发展现状：5．分离过程在清洁生产中的地位和作用：废物减少（分离系统有效分离和再循环）废物直接再循环+进料提纯+除去分离过程中加入的附加物质+附加分离与再循环系统二：传质与分离过程的分类和特征： 1．过程：（1）机械分离：两相以上的混合物分离（过滤、沉降、离心分离、旋风分离、静电分离）（2）传质分离：均相混合物分离（精镏、吸收、结晶、膜分离、场分离、萃取、干燥、浸取、升华）△平衡分离过程：分离媒介（热、溶剂、吸附剂）使均相混合物变为两相体系，再以混合物中各组分在处于平衡的两相分配关系的差异实现分离。
（精镏、吸收、结晶、萃取、干燥、浸取、升华）△速率分离过程：推动力（浓度差、压力差、温度差、电位差），组分选择性透过膜，各组分扩散速度的差异实现分离（膜分离、场分离）三：分离过程的集成化：新型1．反应过程与分离过程的耦合：化学吸收、化学萃取、催化精镏、膜反应器2．分离过程与分离过程的耦合：萃取结晶、吸附蒸馏、电泳萃取3．过程的集成：传统分离过程的集成（共沸精镏—萃取、共沸精镏—萃取精镏）传统分离过程与膜分离的集成（渗透蒸发—吸附、渗透蒸发—吸收、渗透蒸发—催化精镏）膜过程集成（微滤—超滤—纳滤—反渗透）第一章蒸馏与精馏§1—1 概述一：蒸馏定义和特点：1．定义：混合物中各组分挥发度差异进行分离提纯。
2．特点：工艺流程短、使用范围广、工艺成熟；但能耗大（汽相再冷凝）二：分类：1．蒸馏方式：闪蒸、简单蒸馏、精馏、特殊精馏、反应精馏 2．操作压力：加压蒸馏、常压蒸馏、真空蒸馏 3．混合物组分：两组分精馏、多祖分精馏 4．操作流程：间歇蒸馏、连续蒸馏三：精馏操作流程：精馏段精馏段提馏段图：连续精馏操作流程图：间歇精馏操作流程1—精镏塔 2—再沸器 3—冷凝器 1—精镏塔 2—再沸器 3—全凝器 4—观察罩 5—贮槽§1—2 简单蒸馏和闪蒸组分挥发度相差较大、分离要求低——预分离一：工艺流程：图：简单蒸馏图：平衡蒸馏（闪蒸）1—蒸馏釜 2—冷凝器 3—接受器 1—加热器 2—节流阀 3—分离器1．简单蒸馏：一次进料，馏出液连续出料（出料浓度逐渐降低），釜残液一次排放——压力恒定、温度变化 2．平衡蒸馏：连续进料，连续出料（出料浓度恒定）——压力、温度恒定混合液→加热器→温度＞料液泡点（分离器压力下）→节流阀（降压）→分离器→料液部分汽化、并在分离器中汽液分离（相平衡）二：原理：1．前提条件：理想物系——液相为理想溶液（拉乌尔定律）；汽相为理想气体（道尔顿分压定律） 2．原理：汽液共存区饱和蒸汽线(露点线)过热蒸汽区饱和液体线(泡点线)液相区图：苯—甲苯混合液的t—x—y图图：苯—甲苯混合液的x—y图图：简单蒸馏t—x—y图图：平衡蒸馏t—x—y图（1）简单蒸馏：任何瞬间，蒸汽与液相处于平衡。
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
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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。
4.5.精馏塔进料热转况的影响1
精馏塔的进料热状况
2、进料热状况参数
为了定量地分析进料量及其热状况对于精馏操作的影响， 须引入进料热状况参数的概念。 对进料板作物料及热量衡算，以单位时间为基准，可得：
H hF L' L 每千摩尔原料液汽化为饱和蒸气所需的热量 q H h F 原料液的摩尔汽化潜热
q 称为进料热状况参数。进料热状况不同，q 值亦不同。
精馏塔的进料热状况
各 种 进 料 状 态 下 的
q
值
精馏塔的进料热状况
3、q 线方程（进料方程）
将精馏操作线方程： 与提馏操作线方程：
y n 1 L D xn x D V V
L' W y m1＝ xm xw L'W L'W
结合：
L' L q F
以及全塔的物料衡算式，并略去下标，可得：
中含A 0.957（以上均
为摩尔分率）。已知溶 液的平均相对挥发度为 2.5，最小回流比为 1.63，说明原料液的热
联立两方程 ， 解得 x = 0.367，y = 0.592 此点坐标（0.367，0.592）即为（xq，yq）。 因 xF = 0.44，即 xq＜xF＜yq，说明进料的热状况为气液混合进料。 由 q 线方程 ， 此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点 有 解出 q = 0.676
q xF —— q 线方程 y x q 1 q 1
精馏塔的进料热状况
q 线方程（进料方程）的几点说明
1. 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。 2.在进料热状态一定时，q 即为定值，则 q 线方程为一直线方程。
3.q线在y－x图上是过对角线上e (xF，xF)点，以q/(q－1)为斜率的直线。 4.不同进料热状态，q 值不同，其对q 线的影响也不同。
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
化工原理精馏习题选择判断汇总
精馏习题概念题一、填空题1.精馏操作的依据是混合物中各组分的挥发度的差异;利用多次部分汽化、多次部分冷凝的方法,将各组分得以分离的过程;实现精馏操作的必要条件塔顶液相回流和塔底上升气流;2.汽液两相呈平衡状态时,气液两相温度相同,液相组成低于汽相组成;3.用相对挥发度表达的气液平衡方程可写为;根据的大小,可用来判断蒸馏方法分离的难易程度,若=1,则表示不能用普通的蒸馏方法分离该混合物;4.某两组分物系,相对挥发度=3,在全回流条件下进行精馏操作,对第n,n+1两层理论板从塔顶往下计,若已知yn=,yn+1=yn+1=;全回流操作通常适用于精馏开工阶段或实验研究场合;5.精馏和蒸馏的区别在于_精馏必须引入回流；平衡蒸馏和简单蒸馏主要区别在于前者是连续操作定态过程,后者为间歇操作非稳态过程;6.精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度,其原因是塔底压强高于塔顶压强和塔顶组成易挥发组分含量高;7.在总压为、温度为85℃下,苯和甲苯的饱和蒸汽压分别为PA°=、PB°=46kPa,则相对挥发度=,平衡时液相组成xA=,汽相组成yA=;8.某精馏塔的精馏段操作线方程为y=+,则该塔的操作回流比为,馏出液组成为;9.最小回流比的定义是为特定分离任务下理论板无限多时的回流比,适宜回流比通常取为~2Rmin;10.精馏塔进料可能有5种不同的热状况,当进料为汽液混合物且气液摩尔比为2：3时,则进料热状态参数q值为;11.在精馏塔设计中,若F、xF、qD保持不变,若回流比R增大,则xD增加,xW减小,V增加,L/V 增加;V=L+D12.在精馏塔设计中,若F、xF、xD、xW及R一定,进料由原来的饱和蒸汽改为饱和液体,则所需理论板数N减小;精馏段上升蒸汽量V不变、下降液体量L不变；提馏段上升蒸汽量V′增加,下降液体量L′增加;13.某理想混合液,其中一组平衡数据为x=,y=,此时平均相对挥发度为α=.14.某连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=+,且塔顶产品量为,则馏出液组成x=,塔顶上升蒸气量V=.R=L/D,V=L+D,15.某泡点进料的连续精馏塔,已知其精馏段操作线方程为y=+,提馏段操作线方程为y=则回流比R=4,馏出液组成x,原料组成x=.釜液组成x=.16.某二元理想溶液的连续精馏塔,馏出液组成为x=摩尔分率.精馏段操作线方程为y=+.该物系平均相对挥发度α=,此时从塔顶数起的第二块理论板上升蒸气组成为y=.17.某泡点进料的连续精馏塔中,进料组成x=,系统的平均相对挥发度α=,当x=时,达到此分离要求的最小回流比R=.18.当塔板中上升的汽相与下降液相之间达到相平衡时时,该塔板称理论塔板;19.全回流时,达到一定的分离要求所需的理论板数最少；最小回流比时,所需的理论板数无限多;20.精馏操作有五种进料状况,其中冷液进料时,进料位置最高；而在过热蒸汽进料时,进料位最低;21.精馏塔不正常的操作有：液泛、严重漏液、严重液沫夹带22.按结构塔设备分为板式塔和填料塔;按气液接触方式分为微分接触式和逐级接触;二.选择题1.某二元混合物,若液相组成xA为,相应的泡点温度为t1;气相组成yA为,相应的露点温度为t2,则A＜=＞t2D.不能判断2.双组分物系的相对挥发度越小,则表示分离该物系B;A.容易B.困难C.完全D.不完全3.精馏塔的操作线是直线,其原因是D;A.理论板假定B.理想物系C.塔顶泡点回流D恒摩尔流假定4.分离两组分混合液,进料量为10kmol/h,组成xF为,若要求馏出物组成xD不小于,则最大馏出物量为A;不能确定5.精馏塔中由塔顶往下的第n-1、n、n+1层理论板,其气相组成关系为B;+1＞yn＞yn-1;+1＜yn＜yn-1;+1=yn=yn-1D.不能确定6.在精馏塔的图解计算中,若进料热状况变化,将使B;A.平衡线发生变化B.操作线与q线变化C.平衡线与q线变化D.平衡线与操作线变化7.操作中的精馏塔,若选用回流比小于最小回流比,则D;A.不能操作、xW均增加、xW不变减小、xW增加8.用精馏塔完成分离任务所需要理论板数NT为8包括再沸器,若全塔效率ET为50%,则塔内实际塔板数为C;无法确定9.某连续精馏塔中,进料组成为,要求馏出液组成达到以上为摩尔分率,泡点进料,系统的平均相对挥发度α=,此时的最小回流比为C;A.;B.;C.10.当回流从全回流逐渐减小时,精馏段操作线向平衡线靠近,为达到给定的分离要求,所需的理论板数A;A.逐渐增多；B.逐渐减少；C.不变11.精馏塔的进料状况为冷液进料时,则提馏段的液体下降量L'AA.＞L+F;B.＜L+FC.=L+F 注：L一精馏段液体下降量；F一进料量12.全回流时,y一x图上精馏塔的操作线位置B;A.在对角线与平衡线之间；B.与对角线重合；C.在对角线之下13.精馏操作进料的热状况不同,q值就不同,沸点进科时,q值为C；冷液进料时,q值D;；B.＜0；；D.＞114.使混合液在蒸馏釜中逐渐受热气化,并将不断生成的蒸气引入冷凝器内冷凝,以达到混合液中各组分得以部分分离的方法,称为C;A.精馏；B.特殊蒸馏；C.简单蒸馏三.判断题1.精馏段操作线是指相邻两块塔板间,下面一块板蒸汽组成和上面一块板液相组成之间的定量关系方程;√2. 2.评价塔板结构时,塔板效率越高,塔板压降越低,操作弹性大,则该种结构越好;√3. 3.随着R的减小,精馏段操作线愈接近平衡线,达到一定的分离要求所需理论板数越少;×4.采用大的回流比时,精馏塔所需的理论板数就少√；当全回流时,则所需的理论板数应为零;×5.进料为饱和蒸汽时,精馏塔内两段的液体下降摩尔流量相等;×6.在精馏塔的操作中要将塔顶引出的蒸汽至全凝器中全部冷凝成液体,则易挥发组成在气相中的浓度等于在液相中的浓度;√7.精馏设计时,若回流比R增加,并不意味产品D减小,精馏操作时也可能有类似情况；√8.精馏过程中,蒸馏段的操作线斜率随回流比的改变而改变,√平衡线也随之而改变;×9.由两组分组成的理想溶液中,其相对挥发度可以用同温下的两纯组分的饱和蒸气压的比值来表示;√10.用图解法绘制的直角梯级数,即为精馏塔实际所需的层板数；×两操作线交点所在的直角梯级为实际的加料板位置;×四、问答题1.试分析精馏过程中回流比大小对操作费与设备费的影响并说明适宜回流比如何确定;回流比有两个极限,全回流时,达到一定的分离程度需要的理论板层数最小设备费最低,但无产品取出,对工业生产无意义；最小回流比时,需要无限多理论板层数,设备费为无限大,随回流比加大,ＮT降为有限数,设备费降低,但随R加大,塔径、换热设备等加大,且操作费加大;操作回流比R应尽可能使设备费与操作费总和为最小,通常取R＝～2Rmin;2.精馏塔在一定条件下操作时,试问将加料口向上移动两层塔板,此时塔顶和塔底产品组成将有何变化为什么当加料板从适宜位置向上移两层板时,精馏段理论板层数减少,在其它条件不变时,分离能力下降,xD↓,易挥发组分收率降低,xW↑;3为什么操作需要塔顶回流主要是为了保持塔内下降的液流,使精馏塔保持稳定操作;4.简单蒸馏与精馏有什么相同和不同它们同属蒸馏操作;简单蒸馏是不稳定操作,只能得到一种产品,产品无需回流,产量小;精馏是复杂的蒸馏,可以是连续稳定过程,也可以是间歇过程;精馏在塔顶、底可以获得两种产品;精馏必须有回流;5.怎样简捷地在y-x图上,画出精馏段和提馏段操作线过点xD,xD和点O,xD/R＋1的连线即为精馏段操作线;过点xF,xFq/q-1的进料线与精馏段操作线相交,例如相交点为xq,xq;过点xw,xw和点xq,xq的连线即为提馏段操作线;6.全回流与最小回流比的意义是什么各有什么用处一般适宜回流比为最小回流比的多少倍全回流时,达到指定分离要求的理论板数最少;开工时为不稳定过程,为了尽快达到分离要求,采用全回流操作,然后再慢慢减小回比,至规定回流比;最小回流比,是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷;是选择适宜回流比的依据;一般适宜回流比是最小回流比的～倍;7.什么叫理论板理论板、实际板、板效率的关系如何某板上升的蒸汽组成与从该板下流的液体组成达到平衡,该板即理论板;理论板数除以板效率即实际板数;。
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。
4.5.精馏塔进料热转况的影响
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。
精馏十大因素
①塔压的影响塔的设计和操作都是基于一定的塔压下进行的，塔压的波动将对塔的操作产生如下的影响：1.影响产品质量和物料平衡。
改变塔压每层塔板上气液相平衡的组成发生改变。
正常操作应保持恒定的压力若操作不正常塔顶产品重组分增加时应适当增加压力使产品合格，此时液相中的轻组分的损失增加。
2.影响组分间的相对挥发度。
压力增加，组分间的相对挥发度降低，分离效率下降，反之依然。
3.影响塔的生产能力。
压力增加，组分重度增加，塔的处理能力增大。
4.影响操作温度和组分间的对应关系。
塔压波动会引起温度和组成间对应关系的混乱。
正常操作中经常以温度为衡量产品质量的间接标准。
但这只是在塔压恒定条件下才正确。
当塔压改变时，混合物的露点、泡点发生变化，引起全塔温度分布发生变化，温度和产品的对应关系也发生变化。
综上所述塔的操作压力改变，将改变整个塔的工作状况。
因此正常操作中应维持恒定的压力。
在精馏操作中，进料量、进料组成和进料温度的改变，塔釜加热蒸汽量的改变、回流量、回流温度、和塔顶冷剂量的改变以及塔板的阻塞等都可能引起塔压的波动。
②进料状态的影响精馏塔进料有过冷液体进料、饱和液体进料、汽液混合进料、饱和蒸汽进料，过热蒸汽进料五种状态，当改变进料状态时，将直接影响提馏段回流量，将会引起产品质量的变化。
为了便于分析定义加料热状态参数qq=1Kmol原料变成饱和蒸汽所需要的热／原料的摩尔汽化热q=0为饱和蒸汽加料0﹤q﹤1为气液混合物加料q＞1为泡点加料q＜0为过热蒸汽加料当进料状况发生变化时，q值也将随之变化，这直接影响到提馏段回流量的变化，从而使提馏段操作线方程改变。
进料板的位置也随之改变。
Q线的改变将引起理论塔板数和精馏段、提馏段塔板数分配的改变。
对于固定进料状况的塔来说，进料状况的改变会影响到产品的质量和损失状况。
③进料量的变化进料量对精馏塔操作的影响分二种情况：进料量变化没有超出塔釜再沸器和塔顶冷凝器的设计负荷时，只要及时调节，对塔顶、塔釜温度不会有显著的影响，而只会引起塔内上升蒸汽的变化。
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状况，并求出q值。
化工单元操作
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东明县职业中专
精馏塔的进料热状况
各 种 进 料 状 态 下 的
q
值
精馏塔的进料热状况
3、q 线方程（进料方程）
将精馏操作线方程： 与提馏操作线方程：
y n 1 L D xn x D V V
L' W y m1＝ xm xw L'W L'W
结合：
L' L q F
以及全塔的物料衡算式，并略去下标，可得：
化工单元操作
精馏塔的进料热状况
东明县职业中专
精馏塔的进料热状况
1
五种进料热状态
Contents
2
3
进料热状况参数
目 录
q 线方程（进料方程）
精馏塔的进料热状况 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。
中含A 0.957（以上均
为摩尔分率）。已知溶 液的平均相对挥发度为 2.5，最小回流比为 1.63，说明原料液的热
联立两方程 ， 解得 x = 0.367，y = 0.592 此点坐标（0.367，0.592）即为（xq，yq）。 因 xF = 0.44，即 xq＜xF＜yq，说明进料的热状况为气液混合进料。 由 q 线方程 ， 此线与平衡线的交点即是操作线与平衡线的交点 有 解出 q = 0.676
q xF —— q 线方程 y x q 1 q 1
精馏塔的进料热状况
q 线方程（进料方程）的几点说明
1. 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。 2.在进料热状态一定时，q 即为定值，则 q 线方程为一直线方程。
3.q线在y－x图上是过对角线上e (xF，xF)点，以q/(q－1)为斜率的直线。 4.不同进料热状态，q 值不同，其对q 线的影响也不同。
精馏塔的进料热状况 1.0
0<q<1 q=1 q>1
a
q=0 q<0
d
e
y
b c 0
xW xF x 不同加料热状态下的 q 线
xD
1.0
精馏塔的进料热状况 计算题：用一连续精馏 塔分离由组分A、B所组 成的理想混合液。原料 液中含A 0.44，馏出液
即 由相平衡方程 ， 得 解：采用最小回流比时，精馏段操作线方程为
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：
精馏塔的进料热状.泡点下的饱和液体； c.温度介于泡点和露点之间的气液混合物； d.露点下的饱和蒸气； e.温度高于露点的过热蒸气。
精馏塔的进料热状况
精馏塔的进料热状况
2、进料热状况参数
为了定量地分析进料量及其热状况对于精馏操作的影响， 须引入进料热状况参数的概念。 对进料板作物料及热量衡算，以单位时间为基准，可得：
H hF L' L 每千摩尔原料液汽化为饱和蒸气所需的热量 q H h F 原料液的摩尔汽化潜热
q 称为进料热状况参数。进料热状况不同，q 值亦不同。