精馏段操作线方程3

（1）对于泡点进料（图b）
iF iL
q iV iF 1 iV iL
L F L
V V
（2）对于饱和蒸汽进料（图d）
iF iV
q iV iF 0 iV iL
L L V V F
（3）对于冷液进料 （图a）
iF iL
q iV iV
iF iL
1
L L F L V V L
（4）汽液混合物进料
iL iF iV L L qF
q iV iF 0 ~ 1 iV iL
V V (q 1)F
（5）过热蒸汽进料
iF iV
q0
L L V V V F V
7907.9kcal / kmol
q iV iF iV iL iL iF
iV iL
iV iL
1 iL iF 1 1775.4 1.225
iV iL
L1 L2 ...... Lm L
5、恒摩尔流假设的条件
（1）各组分的摩尔汽化潜热相等； （2）气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略 ； （3）塔设备保温良好，热损失可以忽略。
二、物料衡算和操作线
1、全塔物料衡算
对总物料：
F DW
对于易挥发组分：
FxF DxD WxW
L
W qF
W
xw
例：用一连续精馏装置在常压下，分离含苯41%（质 量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔顶产品中含苯不低于 97.5%，塔底产品中含甲苯不低于98.2%，每小时处理的 原料量为8570kg。操作回流比为3，试计算：
（1）塔顶及塔底的产品量（D 、W）； （2）精馏段上升蒸汽量及回流液量（V、L）；
xm

W L W
xw
5、进料热状况对操作的影响
1）定义式
q L L F
2）q的计算 物料衡算：
F V L V L
热量衡算： FiF V iV LiL ViV LiL
q L L iV iF F iV iL

将1kmol进料变为饱和蒸汽所需热量 原料液的kmol汽化潜热
已知 xF、xW、xD
求V、L 已知R
利用精馏段物料衡算
求 V 、L L L qF 求q
V V (q 1)F
解： （1）产品量
xF

41/ 78 41/ 78 59 / 92
0.4504
xD

97.5 / 78 97.5 / 78 2.5 / 92
0.9787
D 44.3kmol/ h W 55.7kmol/ h
(2)上升蒸汽量及回流量
精馏段：L RD 3 44.8 134.5kmol/ h V L D 134.5 44.83 179.3kmol/ h
(3)47℃进料时V 、L
将料液由47℃升温到93℃所需的热量为：
（3）当原料于47℃进塔和饱和蒸汽进塔时，提馏段上升
蒸汽量及回流液量 （V’、L’）。
（苯的汽化潜热rA=93kcal/kg，甲苯的汽化潜热rB=87.5kcal/kg，苯
和甲苯的平均比热Cp,l=0.45 kcal/kg℃，蒸汽的平均比热Cp,v=0.30
kcal/kg℃）。
分析：
全塔物料衡算
求W、D
对于饱和液体、汽液混合物及饱和蒸汽三种进料而言，q
值就等于进料中的液相分率。
（3）q 值与提馏段操作线方程
q L L F
L L qF
F V L V L
V V (q 1)F
提馏段操作线方程为：
ym 1

L qF L qF W
xm

iL iF 85.69 0.4504 (93 47) 1775.4kcal / kmol
继续加热
iV iL 93 0.30 99.5 93 78 0.4504 0.4599.5 93 87.5921 0.4504
3பைடு நூலகம்35.7 4572.2
D xF xW F xD xW
W 1 D FF
当塔顶、塔底产品组成xD、xW（产品质量）已规定，产品
的 采出率D/F和W/F也随之确定，不能再自由选择；
当规定塔顶产品的量D和质量xD，则塔底产品的质量xW及
量W也随之确定而不能自由选择；
在规定分离要求时，应使 DxD FxF
一、理论板及恒摩尔流
1、理论板
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。
2、操作关系
y n+1与 x n 之间的关系
3、恒摩尔汽流
V1 V2 ...... Vn V
V1 V2 ......Vm V
4、恒摩尔液流
L1 L2 ...... Ln L
L
D
yn1 L D xn L D xD
yn1

R R 1
xn

1 R 1
xD
——精馏段操作线方程
R L ——回流比 D
3、提馏段操作线方程
对总物料：
L V W
对易挥发组分：
Lxm V ym1 Wxw
提馏段操作线方程：
ym1

L L W
xw

1.8 / 78 1.8 / 78 98.2 / 92
0.0212
MF 0.450478 (1 0.4504)92 85.69kg / kmol
F 8570 100.0kmol/ h 85.69
F DW
FxF DxD Wxw
100.0 D W 100.00.4504 D0.9787 W 0.0212
塔顶产品的组成应满足
xD

FxF D
塔顶易挥发组分回收率：易挥发组分从塔顶采出的量占全部 进料量中轻组分的百分数。
D

DxD FxF
100%
塔底难挥发组分回收率：
W
W (1 xW ) 100% F (1 xF )
2、精馏段操作线方程
对总物料：
V LD
对易挥发组分：
Vyn1 Lxn DxD