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
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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）
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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。
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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。
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斜率 q q 1
a f
d
e
截距
b
xD
进料热状况对理论板层数的影响
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练习题目
思考题 1.进料热状况参数有何物理意义？
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
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tF tb
q 1
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
则 VV(q1)F L LqF
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二、进料热状况参数
2.进料热状况参数对提馏段操作线方程的影响 由 L LqF
VV(q1)F
ym 1LL Wxm LW WxW
提馏段操
作线方程 则 ym 1L Lq qF W Fxm Lq WF WxW
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二、进料热状况参数
3. 进料热状况参数的计算
作出：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，直线 cd即为提馏段操作线。
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二、梯级图解法
由
yn1
L V
xn
VDxD
ym 1
L V
xm V W xW
又 L LqF VV(q1)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 q1 q1
R 1
c
xW
xF
xD
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操作线的作法
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。
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f
2
3
出精馏段和提馏段的操作线。作图时，先找出操作 线与对角线的交点，然后根据已知条件求出操作线 的斜率（或截距），即可作出操作线。
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a
d
b
xD
R 1
c
xW L W
xW g
xD
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精馏塔的操作线
二、梯级图解法
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，且这种作图法不能直接反映进 料热状况的影响。故提馏段操作线通常按以下方法
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逐板计算法示意图
一、逐板计算法
塔顶采用全凝器 y1 xD
(a)
(b)
(a)
由 y1 =xD
x1
y2
x2
(b)
xF≥ xn（泡点进料）
(a) … (a) y3
进料板 NF ：第 n 层 精馏段理论板层数：n-1（进料板算在提馏段）
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一、逐板计算法
(c)
(a)
(c)
设 IL IL
IV IV F F I V I V L L I V V I L IL ( V V ) I V F F I ( L L ) IL
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二、进料热状况参数
整理得 IV IF LL
IV IL F
令
q IV IF IV IL
进料热状 况参数
将1kmo进 l 料变为饱和蒸汽热所量需 原料液的 kmo汽 l 化潜热
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。
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二、梯级图解法
进料热状况对q线的影响
进料热状况 q 值 q/（q-1）
冷液进料
q 1
泡点进料
q 1
汽液混合 物进料
0q1
q线的形状
露点进料
q0
0
过热蒸汽进料 q 0
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q 值越大，进料
温度越低，平衡 线与操作线距离 越远，所需的理 论板层数越少。
LL
q 1
q 1
0q1
q0 q0
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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)
操作线 方程
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yn1RR 1xnR11xD （b) ym 1LL Wxm LW WxW （c)
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
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E
D CBAFra bibliotekxF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
LLF
V V
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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
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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
tb tF td
LLLF
V V
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汽液混合物进料
一、精馏塔的进料热状况
5.过热蒸汽进料
过热蒸汽进料 tF td