物料衡算和操作线方程

D——塔顶产品（馏出液）流量，kmol/h；
W——塔底产品（釜残液）流量，kmol/h；
9
xF——原料液中易挥发组分的摩尔分率；
xD——馏出液中易挥发组分的摩尔分率；
xW——釜残液中易挥发组分的摩尔分率。
9
二、物料衡算和操作线方程
1.全塔物料衡算：
在精馏计算中，分离程度除用两产品的摩尔分率表示外，有
18
二、物料衡算和操作线方程
4.进料操作线方程：
（3）进料热状况参数
加料热状态参数q的大小与进料焓值IF 直接相关.
可得： L L qF
V V 1 qF
q的意义:以1kmol/h进料为基准时, 提馏段中的液体流量较精馏段增大 的kmol/h数。
提馏段操作方程的常用表达式.19
L L qF V L W L qF W
FI F V IV LI L VIV LI L
IV≈IV′及IL≈IL′
F L V L V FI F LI L V IV LIL VIV 18
L L IV IF
F
IV IL
定义
q IV IF IV IL
将1kmo原l 进料料液变的成千饱摩和尔蒸汽汽化所潜需热的热量— 加料热状态参数
时还用回收率表示，即
塔顶易挥发组分回收率=
Dx D 100 % Fx F
塔底难挥发组分的回1收0 率=
W F
1 1

xW xF


100
%
10
二、物料衡算和操作线方程
2.精馏段操作线方程：
按图中虚线范围（包括精馏段的第n+1层板以
上塔段及冷凝器）作物料衡算，以单位时间为基
准，即
总物料
11
二、物料衡算和操作线方程
2.精馏段操作线方程：
yn1

R R1
xn

1 R1
xD
斜率
＝R R
1
截
距
＝1 R
1
xD
12
12
二、物料衡算和操作线方程
3.提馏段操作线方程： 总物料：L V W 轻组分： Lxm V ym1 WxW

y m 1

L L W
xm
恒摩尔流假定成立必须满足的条件是
•溶液中各组分的摩尔汽化热相等。 •气液两相接触时因温度不同而交换的显热可忽略。
8
•精馏塔保温良好，热损失可以忽略。
8
二、物料衡算和操作线方程
1.全塔物料衡算：
对图中所示的连续精馏塔作全塔物料衡算，并以单位时间
为基准，即
总物料 F=D+W
易挥发组分 FxF=DxD+WxW 式中 F——原料液流量，kmol/h；
16
16
（2）进料情况对上升蒸气量和下降液体量的影响
VL F
VL F
V’ L’
饱和蒸汽进料
VV F L L
V’ L’
过热蒸汽进料
V V' F
17
L' L
17
17
二、物料衡算和操作线方程
4.进料操作线方程：
（3）进料热状况参数 对右图所示的进料板分别作总物料衡算及热 量衡算，即 F V L V L
第六章 蒸馏
第六章 蒸馏
第一节 双组分理想物系气液平衡 第二节 蒸馏方法 第三节 双组分连续精馏的计算 第四节 蒸馏设备 第五节 恒沸精馏与2 萃取精馏
2
第三节 双组分连续精馏的计算
主要涉及物料 衡算及操作线 方程计算
3
3
一、理论板的概念和恒摩尔流假定
1.理论板的概念： 所谓理论板是指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。例如，对任意层理论板n而 言，离开该板的液相组成xn与气相组成
4
yn符合平衡关系。
4
一、理论板的概念和恒摩尔流假定
1.理论板：
液相均匀

xn与yn
相
平
衡
x
y
n
n 1 ( 1)x
5
n
5
一、理论板的概念和恒摩尔流假定
2.恒摩尔流的假定： （1）恒摩尔气流: 精馏段内，每层塔板的上பைடு நூலகம்蒸汽摩尔流量都相等，
提馏段也一样。但两段的上升蒸汽摩尔流量不一定相等。
进料热状况不同, 将直接影响其上.下两 段上升蒸气和下降液体的流量。15
图
15
（2）进料情况对上升蒸气量和下降液体量的影响
F
L
V
F
L
V
F V’
V’ L’
L’
V
V’ L
L’
冷液进料
泡点进料
汽液混合进料
L' L F
V V'
V '＝V
16
L'＝L＋F
V ＝V (1 q)F
L L qF

W L W
xW
13
上式为提馏段操作线方程
13
操作线方程在x-y图上的画法：
yy
1.0
精馏段操作线方程
yn1

R R 1
xn

xD R 1
提馏段操作线方程
yn1

L V
xn

WxW V
精馏操作线：
a点：( xD， xD）
截距：xD /(R+1)
提馏操作线：
c点：（xW ，xW）
截距：-WxW /V'
xD
b
d
R 1
c
0 xW
14
WxW
e
V
14
a
x xD 1.0
二、物料衡算和操作线方程
4.进料操作线方程：
（1）进料 5 种热状况
在实际生产中, 如图所示, 引入精馏塔内
的原料可能有五种不同状况, 即：①低于泡
点的冷液体；②泡点下的饱和液体；③气液
混合物；④饱和蒸气；⑤过热蒸气。
馏段也一样。但两段的下降液体摩尔流量不一定相等。
L1=L2=…=Ln=L L1′=L2′=…=Lm′=L′
式中 L——精馏段中下降液体7 摩尔流量，kmol/h；
L′——提馏段中下降液体摩尔流量，kmol/h；
7
一、理论板的概念和恒摩尔流假定
2.恒摩尔流的假定：
若在精馏塔塔板上气、液两相接触时有nkmol的蒸气冷凝，相应就 有nkmol的液体气化，这样恒摩尔流的假定才能成立。
V1=V2=…=Vn=V V1′=V2′=…=Vm′=V′
式中 V——精馏段中上升蒸气摩尔流量，kmol/h； V′——提馏段中上升蒸气摩尔流量，kmol/h；
下标表示塔板序号。 6
6
一、理论板的概念和恒摩尔流假定 2.恒摩尔流的假定： （2）恒摩尔液流: 精馏段内，每层塔板的下降液体摩尔流量都相等，提
V=L+D
易挥发组分
Vyn+1=Lxn+DxD
回流比
R=L/D
加料热状态参数q的大小与进料11焓yn值1 IF 直R接R相1关xn.
1 R 1 xD
--精馏段操作线方程
精馏段操作线方程的物理意义: 在一定操作条件下，精馏段内自任意第n层板下降的 液相组成Xn与其相邻的下一层板（如第n+1层板）上升蒸气气相组成Yn+1之间的关系。