化工原理课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中南大学 化学化工学院
提馏段操作线方程
L' W ym 1 xm xW L'W L'W
L’与L之间 是什么关 系？？
中南大学 化学化工学院
进料热状况的影响
1. 2. 3. 4. 5. 冷液进料 (t<ts) 泡点进料 (t=ts) 汽液混合物进料 (ts<t<td) 露点进料 (t=td) 过热蒸汽进料 (t>td)
中南大学 化学化工学院
理论板与恒摩尔流假设
对于理论板，xn 与yn 符合 平衡关系。 xn-1 > xn, yn > yn+1
中南大学 化学化工学院
物料衡算与操作线方程
V
L
连续精馏过程中，原料液 不断进入塔内，精馏段与 提馏段关系不同
中南大学 化学化工学院
精馏段操作线方程
中南大学 化学化工学院
IV I F 1Kmol进料变为饱和蒸汽所需 的热量 令：q (1- 37) IV I L 原料的千摩尔汽化潜热
(
中南大学 化学化工学院
q线方程（进料方程）
精馏段: 提馏段: Vyn+1 = Lxn+DxD V’ym+1 = L’xm-WxW (A) (B)
yn+1 = ym+1 ； xn =xm (V’ –V)y=(L’-L)x-(DxD+WxW)
中南大学 化学化工学院
全回流与最小理论板数
若 D= 0, F=0, W=0, R= L/D= L/0 = ∞ 则，精馏与提留段操作线重合，落于对角线。 yn+1=xn 则有Nmin.
全回流应用于开工调试。
中南大学 化学化工学院
中南大学 化学化工学院
1 xW xD log[( )( )] 1 xD xw N min 1 log
DxD+WxW=FxF; L’-L=qF; V’ –V=(q-1)F
q线：精馏和提馏段操作线交点轨迹方程（为直线）
中南大学 化学化工学院
q线方程
y = [q/(q-1)] x - xF/ (q-1)
中南大学 化学化工学院
提馏段操作线的画法
a,(xD,yD), e, (xF, xF) b，(xW, xW) d.
q/(q-1).
a(xD,yD)
d e(xF,yF)
b(xW,yW)
中南大学 化学化工学院
理论板数的计算
逐板计算法
塔顶全凝器： y1= XD x1 =f1(y1) f1---汽液平衡关系 y2 = f2(x1) f2---操作线关系 直到xn+1 <xF. 则第n+1块板为进料板。 同理，继续。
中南大学 化学化工学院
精馏过程的气液平衡相图分析
中南大学 化学化工学院
精馏操作原理(连续/间歇)
中南大学 化学化工学院
Fra Baidu bibliotek馏特点
精馏段起着使原料中组分增浓的作用
提留段起着使回收原料中易挥发组分的作用
塔板提供了两相传质传热的场所
回流与底流蒸汽保证了每块塔板上都有气液两相
接触,因此是构成气液两相传质的必要条件
中南大学 化学化工学院
最小回流比的求法
中南大学 化学化工学院
求最小回流比
（1）图解法
y1 yq Rmin Rmin 1 xD xq y1 xD Rmin xD yq y q xq (6 41)
适用于任何形状的平衡线。
中南大学 化学化工学院
（2）解析法 适于有汽液平衡方程的
1-44a
Equation 6-40 is Fenske formula which is used to c alculate the minimum ideal plates when total con denser is applied.
中南大学 化学化工学院
最小回流比
(Rmin)
两个操作线交于平衡线上。 则塔板无穷 大∞, 此时，R= Rmin. 交点d 成为夹紧点（恒浓区）。
用于控制纯度。
中南大学 化学化工学院
作业
课后习题5 习题8 思考题2
中南大学 化学化工学院
Thank you
E-mail : 3039585@QQ.COM Office : 88830654
中南大学 化学化工学院
ts-------泡点温度 td-------露点温度
中南大学 化学化工学院
进料板的物料衡算
对进料板进行物料衡算：
令：q
IV I F 1Kmol进料变为饱和蒸汽所需 的热量 IV I L 原料的千摩尔汽化潜热
(1- 38)
IV I F L' L IV I L F
CHAPTER ONE
蒸 馏（3）
中南大学 化学化工学院 夏柳荫
上两节主要内容回顾
1.1 蒸馏概述 1.2 两组分溶液的气液平衡
蒸馏的特点 蒸馏的分类
相 律 气液平衡关系
理想溶液相图 非理想溶液
中南大学 化学化工学院
上节主要学习内容
1.3 平衡蒸馏与简单蒸馏 1.4 精馏的原理与流程 1.5 两组分连续精馏的计算(1)
xq yq 1 ( 1) xq
Rmin Rmin xD yq y q xq
1 xD (1 xD ) [ ] (6 42) 1 xq 1 xq
（泡点进料，xq=xF)
中南大学 化学化工学院
选择适当的回流比
R = (1.2-2.0) Rmin
平衡蒸馏计算 微分蒸馏计算
中南大学 化学化工学院
精馏原理 精馏特点
精馏板式塔结构 理论板与假设
平衡蒸馏的计算
对于I.S.，若q给定： f
D
y
q线
e
泡点线 (t-x)
t te
可求得y，x
xF
中南大学 化学化工学院
x
微分蒸馏的计算
中南大学 化学化工学院
精馏-----多次蒸馏
中南大学 化学化工学院
精馏段操作线方程
R 1 xn xD R 1 R 1
y n 1
精馏段操作线
中南大学 化学化工学院
提馏段操作线方程
for all components L’=V’+W for light component: L’ xm =V’ ym+1 +W xw
L' W ym 1 xm xW L'W L'W
图解法 (McCade-Thiele)
中南大学 化学化工学院
回流比R
q=1
0q1
R1
R2 R3 q同 R xd
中南大学 化学化工学院
xd1 xF xd3 xd2
xD
(除q>1)
回流比的影响及其选择
回流比R是精馏的重要参数。 依据设备成本（塔板数）与能量成本（再沸器、冷凝器)的 平衡考虑.
提馏段操作线方程
L' W ym 1 xm xW L'W L'W
L’与L之间 是什么关 系？？
中南大学 化学化工学院
进料热状况的影响
1. 2. 3. 4. 5. 冷液进料 (t<ts) 泡点进料 (t=ts) 汽液混合物进料 (ts<t<td) 露点进料 (t=td) 过热蒸汽进料 (t>td)
中南大学 化学化工学院
理论板与恒摩尔流假设
对于理论板，xn 与yn 符合 平衡关系。 xn-1 > xn, yn > yn+1
中南大学 化学化工学院
物料衡算与操作线方程
V
L
连续精馏过程中，原料液 不断进入塔内，精馏段与 提馏段关系不同
中南大学 化学化工学院
精馏段操作线方程
中南大学 化学化工学院
IV I F 1Kmol进料变为饱和蒸汽所需 的热量 令：q (1- 37) IV I L 原料的千摩尔汽化潜热
(
中南大学 化学化工学院
q线方程（进料方程）
精馏段: 提馏段: Vyn+1 = Lxn+DxD V’ym+1 = L’xm-WxW (A) (B)
yn+1 = ym+1 ； xn =xm (V’ –V)y=(L’-L)x-(DxD+WxW)
中南大学 化学化工学院
全回流与最小理论板数
若 D= 0, F=0, W=0, R= L/D= L/0 = ∞ 则，精馏与提留段操作线重合，落于对角线。 yn+1=xn 则有Nmin.
全回流应用于开工调试。
中南大学 化学化工学院
中南大学 化学化工学院
1 xW xD log[( )( )] 1 xD xw N min 1 log
DxD+WxW=FxF; L’-L=qF; V’ –V=(q-1)F
q线：精馏和提馏段操作线交点轨迹方程（为直线）
中南大学 化学化工学院
q线方程
y = [q/(q-1)] x - xF/ (q-1)
中南大学 化学化工学院
提馏段操作线的画法
a,(xD,yD), e, (xF, xF) b，(xW, xW) d.
q/(q-1).
a(xD,yD)
d e(xF,yF)
b(xW,yW)
中南大学 化学化工学院
理论板数的计算
逐板计算法
塔顶全凝器： y1= XD x1 =f1(y1) f1---汽液平衡关系 y2 = f2(x1) f2---操作线关系 直到xn+1 <xF. 则第n+1块板为进料板。 同理，继续。
中南大学 化学化工学院
精馏过程的气液平衡相图分析
中南大学 化学化工学院
精馏操作原理(连续/间歇)
中南大学 化学化工学院
Fra Baidu bibliotek馏特点
精馏段起着使原料中组分增浓的作用
提留段起着使回收原料中易挥发组分的作用
塔板提供了两相传质传热的场所
回流与底流蒸汽保证了每块塔板上都有气液两相
接触,因此是构成气液两相传质的必要条件
中南大学 化学化工学院
最小回流比的求法
中南大学 化学化工学院
求最小回流比
（1）图解法
y1 yq Rmin Rmin 1 xD xq y1 xD Rmin xD yq y q xq (6 41)
适用于任何形状的平衡线。
中南大学 化学化工学院
（2）解析法 适于有汽液平衡方程的
1-44a
Equation 6-40 is Fenske formula which is used to c alculate the minimum ideal plates when total con denser is applied.
中南大学 化学化工学院
最小回流比
(Rmin)
两个操作线交于平衡线上。 则塔板无穷 大∞, 此时，R= Rmin. 交点d 成为夹紧点（恒浓区）。
用于控制纯度。
中南大学 化学化工学院
作业
课后习题5 习题8 思考题2
中南大学 化学化工学院
Thank you
E-mail : 3039585@QQ.COM Office : 88830654
中南大学 化学化工学院
ts-------泡点温度 td-------露点温度
中南大学 化学化工学院
进料板的物料衡算
对进料板进行物料衡算：
令：q
IV I F 1Kmol进料变为饱和蒸汽所需 的热量 IV I L 原料的千摩尔汽化潜热
(1- 38)
IV I F L' L IV I L F
CHAPTER ONE
蒸 馏（3）
中南大学 化学化工学院 夏柳荫
上两节主要内容回顾
1.1 蒸馏概述 1.2 两组分溶液的气液平衡
蒸馏的特点 蒸馏的分类
相 律 气液平衡关系
理想溶液相图 非理想溶液
中南大学 化学化工学院
上节主要学习内容
1.3 平衡蒸馏与简单蒸馏 1.4 精馏的原理与流程 1.5 两组分连续精馏的计算(1)
xq yq 1 ( 1) xq
Rmin Rmin xD yq y q xq
1 xD (1 xD ) [ ] (6 42) 1 xq 1 xq
（泡点进料，xq=xF)
中南大学 化学化工学院
选择适当的回流比
R = (1.2-2.0) Rmin
平衡蒸馏计算 微分蒸馏计算
中南大学 化学化工学院
精馏原理 精馏特点
精馏板式塔结构 理论板与假设
平衡蒸馏的计算
对于I.S.，若q给定： f
D
y
q线
e
泡点线 (t-x)
t te
可求得y，x
xF
中南大学 化学化工学院
x
微分蒸馏的计算
中南大学 化学化工学院
精馏-----多次蒸馏
中南大学 化学化工学院
精馏段操作线方程
R 1 xn xD R 1 R 1
y n 1
精馏段操作线
中南大学 化学化工学院
提馏段操作线方程
for all components L’=V’+W for light component: L’ xm =V’ ym+1 +W xw
L' W ym 1 xm xW L'W L'W
图解法 (McCade-Thiele)
中南大学 化学化工学院
回流比R
q=1
0q1
R1
R2 R3 q同 R xd
中南大学 化学化工学院
xd1 xF xd3 xd2
xD
(除q>1)
回流比的影响及其选择
回流比R是精馏的重要参数。 依据设备成本（塔板数）与能量成本（再沸器、冷凝器)的 平衡考虑.