化工原理_33两组分连续精馏的计算之提馏塔

精馏段 中间段 提馏段
四、多侧线的精馏塔
中间段
总物料衡算 qn,V qn,L qn,D1 qn,D2
易挥发组分衡算
qn,V ys1 qn,L xs qn,D1 xD1 qn,D2 xD2
操作线方程
ys1
qn,L qn,L qn,D1 qn,D2
xs
qn,D1 xD1 qn,D2 xD2 qn,L qn,D1 qn,D2
kg/h
一、连续精馏装置的热量衡算
2. 再沸器的热负荷及加热介质消耗量 以单位时间为基准，对再沸器热量衡算
QB qn,VHVW qn,W H LW qn,LH Lm QL kJ/h
再沸器 的
热负荷
qn,V
HVW
qn,L
H Lm
QL QB
qn,W 再沸器的 热量衡算
H LW
一、连续精馏装置的热量衡算
精馏塔的上升蒸气先进入分凝器，在分凝器 中蒸气部分冷凝，冷凝液作为回流返回塔内，未 被冷凝的蒸气进入全凝器，在全凝器中被全部冷 凝，冷凝液作为产品采出。通过调整分凝器中冷 却介质的流量或进口温度，即可调整精馏塔的回 流比。
qn,V
qn,D
qn,L qn,D
塔顶采用 分凝器的 精馏装置
1－精馏塔
2－分凝器
3－全凝器
y1≠xD（ yL=xD）
yL与 xL平衡关系
y1与 xL操作关系 操作线方程 y1 qn,L /qn,V xL qn,D /qn,V xD
四、多侧线的精馏塔
在工业生产中，时常会遇到所分离的原料液 组成不同或所需的产品组成不同，此种情况需要 采用多侧线的精馏塔。
多侧线的精馏塔
多侧线进料 多侧线出料
由 qn,V qn,L qn,W
设 HLW HLm
则 QB qn,V (HVW H LW ) QL
故 QB qn,V rW QL
汽化热
一、连续精馏装置的热量衡算
再沸器热损失
QL = (0.2～0.3) QB
加热介质消耗量
qm,h
QB H B1 H B2
饱和蒸汽加热
qm,h
QB r
操作线方程
ys1
பைடு நூலகம்
qn,L qn,V
xs
qn,D xD qn,F1 xF1 qn,V
四、多侧线的精馏塔
各段间气、液负荷的关系
qn,L qn,L q1qn,F1
qn,V qn,V (q1 1)qn,F1
qn,L
Rqn,D q1qn,F1
qn,V (R 1)qn,D (q1 1)qn,F1
qn,L qqn,F
qn,V qn,D (q 1)qn,F
qn,V qn,L qn,W
二、提 馏 塔
对于泡点进料
qn,L qn,F
qn,V qn,D
操作线方程为
ym1
qn,F qn,D
xm
qn,W qn,D
xW
f
1
d a
2
e b
3
4
c
xW
xF
xD
提馏塔理论板层数的图解法
三、塔顶采用分凝器
四、多侧线的精馏塔
qn,L qn,L q2qn,F2
qn,V qn,V (q2 1)qn,F2
qn,L
Rqn,D q1qn,F1 q2qn,F2
qn,V (R 1)qn,D (q1 1)qn,F1 (q2 1)qn,F2
两股进料的精馏塔 最小回流比的确定
由ab线 斜率求
Rmin1
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算 9.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能
一、连续精馏装置的热量衡算
1. 冷凝器的热负荷及冷却介质消耗量
以单位时间为基准，对冷凝器热量衡算（忽略 热损失）
QC qn,V HVD (qn,LH LD qn,D H LD ) kJ/h
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算
一、直接蒸汽加热
二、提 馏 塔
1.提馏塔的特点及应用背景 提馏塔的特点
❖ 塔顶进料，塔顶馏出物全部采出，无回流 ❖ 只有提馏段，而没有精馏段
提馏塔的应用背景
❖ 物系在低浓度下的相对挥发度较大，无精馏
段也可达到希望的馏出液组成
QC
冷凝器的 热负荷
qn,V HVD
qn,L
H LD
qn,D 冷凝器的 HLD 热量衡算
一、连续精馏装置的热量衡算
由 qn,V qn,L qn,D (R 1)qn,D
则 QC (R 1)qn,D (HVD H LD )
故 QC (R 1)qn,DrD
汽化热
冷却介质消耗量
qm,c
QC cPc (t2 t1)
由ck线 斜率求
Rmin2
选则较 大者作 为 Rmin
NT=17
（包括再沸器）
NF1=5
（包括再沸器）
NF2=9
两股进料的精馏塔理论板的图解
四、多侧线的精馏塔
2.多侧线出料
为了获得不 同规格的精馏产 品，则可根据所 要求的产品组成 在塔的不同位置 上开设侧线出料 口多侧线出料。
有侧线采出的精馏塔
kg/h
加热蒸 汽
的汽化 热
练习题目
思考题 1.对于采用分凝器的精馏塔，在计算理论板时应
注意哪些事项？ 2.多侧线的精馏塔与无侧线的精馏塔在计算上有
何不同？ 3.何为冷凝器和再沸器的热负荷，如何计算？
作业题: 12、13
四、多侧线的精馏塔
1.多侧线进料
分离组分 相同而浓度不 同原料液，则 应在不同塔板 位置上设置相 应进料口多 侧线进料。
两股进料的精馏塔
精馏段 中间段 提馏段
四、多侧线的精馏塔
中间段
总物料衡算 qn,V qn,F1 qn,L qn,D
易挥发组分衡算
qn,V ys1 qn,F1xF1 qn,L xs qn,D xD
有侧线采出精馏塔的操作线
课外资料：精馏模拟计算常用软件包
❖ ASPEN软件包 ❖ PRECESSⅡ软件包
采用不同的方法，求解MEHS方程组。在软件包 中存储了常见物系的物性参数及气液平衡数据，对 缺乏数据的物系，可通过软件包内的计算模块，求 出相关的参数。给定相应的设计参数，通过模拟计 算，即可获得所需的理论板层数；进料板位置；各 层理论板气液相负荷、气液相密度与粘度；各层理 论板的温度与压力等。
❖ 回收稀溶液中的轻组分
qn,F , xF
qn,D , xD
qn,W , xW
提馏塔装置示意图
提馏塔
qn,F
正丁醇－水物系分离的双塔流程示意图
二、提 馏 塔
2.提馏塔的理论板层数的计算
提馏塔的操作线方程与一般精馏塔的提馏段操 作线方程相同。
ym1
qn,L qn,V
xm
qn,W qn,V
xW