化工原理精馏PPT课件

D,xD
•
(xD,xD)
3
(二) 提馏段操作线方程
总物料衡算：L=V+W
m Lxm V ym+1
m+1
易挥发组分衡算 :Lxm= Vym+1+ WxW
yN
ym 1LL Wxm LW WxW 或 ym 1V Lxm V WxW
N xN
V
LxN
W,xw
提馏段操作 线方程
•(xW,xW)
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【例1】在连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量 为100kmol/h，组成为0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同），提馏 段下降液体量与精馏段相等，馏出液组成为0.98，回流比为2.6。若 要求易挥发组分回收率为96%，试计算： (1) 釜残液的摩尔流量； (2) 提馏段操作线方程。
IV IL
(1)饱和液体进料——泡点进料
LV F
此时，IF=IL
q=1
原料液全部与精馏段下降液体汇合进入 提馏段。
L V
饱和液体
L =L+F
V =V
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(2)饱和蒸汽进料
IF=IV
q=0
q IV IF IV IL
原料全部与提馏段上升气体汇合进入 精馏段。
L =L V=V +F
(3)冷液进料
内容回顾
一、精馏原理
（1）无中间加热及冷凝器的多次部分气化和多次部分冷凝 （2）顶部回流及底部气化是保证精馏过程稳定操作的必不可 缺少的条件。 （3）精馏操作流程 （4）相邻塔板温度及浓度的关系
tn1tntn1 xn1xnxn1 yn1ynyn1
1
二、理论塔板
三、恒摩尔流假定 四、全塔物料衡算
F=D+W FxF=DxD+WxW
R 0.8
R=4
R 1
8
§1.4.4 进料热状况对操作线方程的影响
温度℃
其进料状态可有以下几种:
(1)冷液进料(A点)；
•E
(2)饱和液体(泡点)进料(B点)；
•D
(3)汽液混合物进料(C点)；
•C
(4)饱和蒸汽(露点)进料(D点)；
•B
(5)过热蒸汽进料(E点)。
•A
一. 进料热状况参数 总物料衡算：
IF<IL
q >1
一部分塔内上升的蒸汽冷凝下来，和 精馏段下降液体一起全部作为下降到 提馏段的液体。
L >L+F V<V
VL
F
V L
饱和蒸汽进料
LV F
L V
冷液进料
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(4)气液混合进料 IV >IF >IL
q IV IF IV IL
0<q<1
进料为气液混合，气体进入精馏段，
而液体进入提馏段。
x(y)
V,IV
L,IL
F+V+L=V+L
F,IF
热量衡算
FIF+V IV+LIL=VIV+L IL
V,IV L,IL
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FIF+V IV+LIL=VIV+L IL IV =IV IL=IL
近似认为：
IV IF LL IV IL F
令：qIV IF
IV IL
将1km原 进 ol 料 料液 变 km的 为 气 ol饱 化和 潜 的 蒸 热 热 汽量 所需
解： (1) 釜残液的摩尔流量 由总物料恒算：F=D+W
DxD 10% 0 96% FxF
0.98D10% 096% 1000.5
D=48.98 kmol/h
W=F-D=100-48.98=51.02 kmol/h
(2) 提馏段操作线方程
ym 1LL Wxm LW WxW
由易挥发组分恒算：FxF=DxD+WxW
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【例】某连续精馏操作分离二元混合溶液，已知操作线方程：
精馏段：y=0.80x+0.16; 提馏段：y=1.40x-0.02 已知xF=0.35,求塔顶易挥发组分及塔底难挥发组分的收率及回流比.
解：求 Dx D 及 W (1 xW )
Fx F
F (1 xF )
y=0.80x+0.16 y=x
xD=0.80
【例】某二元混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏 塔分离，塔顶产品浓度xD=0.96， 塔底产品浓度xw=0.025（均为 易挥发组分的摩尔分率）,设满足恒摩尔流假设。试计算塔顶产 品的采出率D/F。 若回流比R=3.2，泡点回流，写出精馏段与提馏段操作线方程。
解： (1) 物料恒算：
总物料：F=D+W
y=1.40x-0.02 y=x
xW=0.05
全塔物料恒算： F=W+D 易挥发组分物料恒算：FxF=WxW+DxD
xF=0.35
D/F=0.4 W/0.6
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DDx0.40.8091.43%
FFx
0.35
W F1 1 x xW F0.60 0..6 9 5 58.6 7% 9
根据精馏段操作线方程： yRR1xR11xD
5
WxW=FxF-DxD=100×0.5-48.98×0.98=1.9996 kmol/h
xW=0.0392
由回流比的定义：L=RD =2.6×48.98=127.35 kmol/h L=127.35 kmol/h
因此提馏段操作线方程： ym 1LL Wxm LW WxW
y m 1 1. 1 3 2 .3 5 2 5 7 .0 5 1 7 x m 2 1.3 5 2 . 0 5 5 1 7 .0 2 1 0 2 .03 1 .6 9 x m 6 2 0 .0 826
V
L
D
F
V’ L’ V’
L’
W
2
二. 操作线方程
V,y1
(一) 精馏段操作线 总物料衡算:V=L+D
1
y2
2 n
xx21yn
L,xD
易挥发组分衡算: Vyn+1=Lxn+DxD
n+1 Lxn V yn+1
yn1LLDxnLDDxD
进料xF
令： R L D
回流比
精馏段操作
线方程式
于是： yn1RR1xnR11xD
V
(1-q)F
L F
L =L+qF V=V +(1-q)F
qF
V
L
(5)过热蒸汽进料
气液混合进料 VL
IF>IV
q<0
F 过热蒸汽不仅会与提馏段上升蒸汽汇合进入
精馏段，而且会释放热量使部分精馏段的下
降液体气化，因而：
V L
L <L V >V +F
过热蒸汽13
根据q的定义，L=L+qF 带入提馏段操作线方程： y m 1 L L W x m L W W x W L L q q W F F x m L q W W F x W
且：
q L L
F
q值称为进料的热状况参数。
当原料为气液混合物、饱和液体或饱和蒸汽时，q表示原料液
当中的液相分率，即原料液中的液相量为qF,气相量为(1-q)F。
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q L L F
L =qF+L
带入F+V+L=V+L 中又可得到：V=V +(1-q)F
2.精馏塔的进料热状况 q IV IF