化工原理 蒸馏章小结

提 ：
y m 1
WxW L' L qF L' xm ， V' V' V ' V (q 1)F
逐板法 理论板数 N： 图解法
简洁法 回流比的调节:
全回流:
R为无穷大,理论板数(Fenske公式)为最小的情况
最小回流比: R为最小,理论板为无穷大的情况.
例: 默夫里效率的计算 在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥 发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱 和蒸气加料。塔顶采出率D/F为40%，且已知精馏段操作线方程为
平衡级 理论板 恒摩尔流假定 精馏原理 梯级的物理含义 最佳位置进料
全塔效率 E 0
N Ne
Dx D 易挥发组分回收率 1 100% Fx F W (1 xW ) 难挥发组分回收率 2 100% F (1 x F )
等板高度 有分凝器的流程 直接蒸汽加热流程 多股进料流程 水蒸汽蒸馏 间歇精馏 特殊精馏
R (1 .1 ~ 2 ) R min
L RD V ( R 1) D
q ：
x D ye Rmin ye xe xF q y x q1 q1
hV hF q hV h L
q 饱 和 液 体 时 ： 1 q 饱 和 液 、 汽 混 合 物 时 ： 液 相 分 率 饱 和 蒸 汽 时 ： 0 q
y
L L 120 60 xw 0.05 2 x 0.05 x x V W 60 60
2．板效率Emv1 由默夫里板效率定义知：
Emv 1
y1 y 2 * y1 y 2
其中 y1=xD=0.8 y2=0.75×0.7+0.2=0.725
ax1 2.5 0.7 y 0.854 1 a 1x1 1 1.5 0.7
* 1
故
0.80 0.72 0.58 58% 0.854 0.725
E mv 1
讨论：本题要求掌握操作线方程的含义以及默夫里效率的定义。
例: 在常压连续提馏塔中，分离两组分理想溶液，该物系平均相对挥 发度为2.0。原料液流量为100kmol/h，进料热状态参数q为0.8，馏出液 流量为60kmol/h，釜残液组成为0.01（易挥发组分摩尔分率），试求； 1．操作线方程； 2．由塔内最下一层理论板下流的液相组成xN。 解：本题为提馏塔，即原料由塔顶加入，一般无回流，因此该塔仅
yWLeabharlann Baidu 2 x 0.01 0.0198 N
解得 xN′=0.0149
讨论：提馏塔又称回收塔。当精馏目的是为了回收稀溶液中易挥发组
分时，且对馏出液的浓度要求不高，不用精馏段已可达到要求，不需回
流。从稀氨水中回收氨即是回收塔的一个例子。
R 0.75 解得 R 1
R=3.0
xD 0.20 解得 R 1
xD=0.8
设原料液流量F=100kmol/h 则 D=0.4×100=40kmol/h
W=60kmol/h
Fx F Dx D 100 0.35 40 0.8 0.05 FD 100 40 因q=0，故 L′=L=RD=3×40=120kmol/h V′=V－（1－q）F=（R+1）D－（1－q）F=4×40－100=60kmol/h 提馏段操作线方程为 xW
y=0.75x+0.20，试求:
1．提馏段操作线方程： 2．若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的气相默夫里效率Emv1。
解：先由精馏段操作线方程求得R和xD，再任意假设原料液流量F，通 过全塔物料衡算求得D、W及xw，而后即可求出提馏段操作线方程。 Emv1可由默夫里效率定义式求得。 1．提馏段操作线方程 由精馏段操作线方程知
蒸馏章小结
一．概念 理想溶液 理想物系 挥发度 v i
pi xi
五种进料状态
L 回流比 R D
单板效率
y n y n1 y n * y n1 x n 1 x n E mL ( n ) 、 x n 1 x n * E mV ( n)
vA pA x A y A x A 相对挥发度 vB pB x B y B x B
二．公式 1． 理想物系的相平衡关系 pA p0 x A A 拉乌尔定律 0 pB pB x B t~x~y 相图、y~x 相图 2．
简单蒸馏 流程、特点、计算 平衡蒸馏
x y 1 ( 1) x
3． 精馏计算 全塔 ： 精 ：
F D W Fx F Dx D Wx W xD R y n1 xn ， R1 R1
有提馏段。再沸器相当一层理论板。 1．操作线方程 此为提馏段操作线方程，即
y m 1 L W xm x w V V
其中 L′=L+qF=0+0.8×100=80kmol/h V=D=60kmol/h V′=V+（q－1）F=60+（0.8－1）×100=40kmol/h W=F－D=100－60=40kmol/h 故
80 40 y m1 xm 0.01 2 x 0.01 40 40
2．塔内最下一层理论板下降的液相组成xN′
因再沸器相当一层理论板，故
axw 2 0.01 yw 0.0198 1 a 1x w 1 0.01
因xN′和yW′呈提馏段操作线关系，即