3.精馏段和提馏段操作线方程
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《精馏段和提馏段操作线方程》教学设计
节
复习
回顾
导入新知复习：精馏塔全塔物料衡算方程
导入：在化工专业春季高考中，精馏的
计算上非常重要的，特备上有关操作线
方程的计算。今天我们就来学习精馏段
和提馏段操作线方程及其计算。
回答：
总物料衡算：
F=D+W
易挥发组分衡算：
Fx F=Dx D +Wx W
讲授新知讲述：在精馏塔中，任意塔板（n 板）
下降的液相组成x n与由其下一层塔板
（n+1板）上升的蒸汽组成y n+1之间的
关系称之为操作关系，描述它们之间关
系的方程称为操作线方程。操作线方程
可通过塔板间的物料衡算求得。
在连续精馏塔中，因原料液不断从塔的
中部加入，致使精馏段和提馏段具有不
同的操作关系，现分别予以讨论。
学生聆听、记忆
讲授新知讲述：
1、精馏段操作线方程
在图片虚线范围（包括精馏段的第n+1
层板以上塔段及冷凝器）内作物料衡
算，以单位时间为基准，可得：总物料
衡算：V=L+D
易挥发组分的物料衡算：
V y n+1=Lx n+Dx D
式中：
V——精馏段内每块塔板上升的蒸汽摩
尔流量，kmol/h；
L——精馏段内每块塔板下降的液体摩
尔流量，kmol/h；
y n+1——从精馏段第n+1板上升的蒸汽
组成，摩尔分率；
x n——从精馏段第n板下降的液体组
成，摩尔分率。
将以上两式联立后，有：
聆听并看下图
学生书写记忆：
D
n
n
x
D
L
D
x
D
L
L
y
+
+
+
=
+1
1
1
1+
+
+
=
+R
x
x
R
R
y D
n
n
分析归纳：(小组发言)
D
n n x D L D
x D L L y +++=+1
令R =L /D ，R 称为回流比，于是上式可写作：
111+++=
+R x x R R
y D
n n
以上两式均称为精馏段操作线方程。
点评小组的发言：（略） 关于精馏段操作线方程的两点讨论（1）该方程表示在一定操作条件下，从任意板下降的液体组成x n 和与其相邻的下一层板上升的蒸汽组成y n +1 之间的关系。
（2）该方程为一直线方程，该直线过对角线上a (x D ，x D )点，以R /(R +1)为斜
率，或在y 轴上的截距为x D /(R +1)。
讲授新知
讲述：
2、 提馏段操作线方程
在图虚线范围（包括提馏段第m 层板以下塔段及再沸器）内作物料衡算，以单位时间为基准，可得： 总物料衡算：L’=V’+W
易挥发组分衡算：L’x m =V’y m+1+Wx W 式中：
L ’——提馏段中每块塔板下降的液体流量，kmol/h ；
V ’——提馏段中每块塔板上升的蒸汽流量，kmol/h ；
x m ——提馏段第m 块塔板下降液体中易挥发组分的摩尔分率；
y m +1——提馏段第m +1块塔板上升蒸汽中易挥发组分的摩尔分率。
将以上两式联立后，有：
'
1''m m w L W
y x x V V
+=
-或 W
m m x W L W
x W L L y ---=
+'''''
1
上式两式均称为提馏段操作线方程。
提馏操作线方程的其他表现形式
聆听并看下图
学生书写记忆：
W
m m x W L W
x W L L y ---=
+'''''1
分析归纳：(小组发言)
关于提馏段操作线方程的两点讨论 （1）该方程表示在一定操作条件下，提馏段内自任意板下降的液体组成x m ，和与其相邻的下一层板上升蒸汽组成y m +1之间的关系。（2）提馏段操作线方程为一直线方程，在定常连续操作
由分离要求x D 和经确定的回流比R 可计算出截距x D /(R ＋1)。由一点加上截距（两点式）在x －y 图上作出直线即为精馏操作线。
（2）提馏段操作线的作法 由：
'
1''1
11
m m
w R y x x R R +=
--- 当 x m ＝x W 时，y m+1＝x W 。 说明提馏线也有一点其横坐标与纵坐标相等，这一点必然落在对角线上，可从对角线上查找。
由分离要求 x W 和经确定的再沸比 R’ 可计算出截距－x W /(R’ ＋1)。由一点加上截距（两点式）在x －y 图上作出直线即为提馏操作线。
由图可看出，提馏段操作线的截距数值很小。因此，提馏段操作线不易准确作出，且这种作图方法不能直接反映出进料热状况的影响。故提馏段操作线通常按以下方法作出（两点式） 。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 （其坐标可联立两操作线方程求
得），直线cd 即为提馏段操作线。
学生活动：
练习绘制提馏段操作线的方法。 如下图中的直线cd 所示
课堂练习
选择题：见ppt
点评学生练习情况 学生完成练习