第一章精馏第四次课课件.ppt

1、操作线方程操作线方程y1=xDx1平衡方程平衡方程y2 x2y3 x2123c.提馏段提馏段 理论板的图解法或理论板的图解法或M-T法也是逐板计算法，不过此方法采用法也是逐板计算法，不过此方法采用图解方法进行逐板计算图解方法进行逐板计算图解步骤图解步骤v在直角坐标中绘出体系相平衡曲线在直角坐标中绘出体系相平衡曲线xy，同时连对角线，同时连对角线v通过通过D（xD,xD)、C(0,xD/(R+1)两点绘出精馏段操作线两点绘出精馏段操作线v通过通过b(xW,xW),提馏操作线的截距提馏操作线的截距-W/(L-W)xW绘提馏段绘提馏段操作线操作线给出给出q线，线，q线通过线通过F(xF,xF)、G(

2、0,xF/1-q)点，点，给出给出q线与精馏段操作线的交点线与精馏段操作线的交点Q(xq,yq)提馏段操作线通过提馏段操作线通过b(xW,xW),Q(xq,yq)Q线方程（进料方程）线方程（进料方程）两操作线交点轨迹两操作线交点轨迹Vyn+1=Lxn+DxD11qxxqqyF 因因 y1=xD，故从塔顶，故从塔顶 D点（点（xD,xD)开始作水平线交平衡开始作水平线交平衡曲线于曲线于1点，求得呈平衡的液相组成点，求得呈平衡的液相组成x1，由，由1点作垂线相点作垂线相交精馏段操作线，求得第二板蒸气组成交精馏段操作线，求得第二板蒸气组成y2，同上，在平，同上，在平衡线与精馏段操作线之间作梯级。衡线

3、与精馏段操作线之间作梯级。当求得当求得 xnxq时，应由精馏更换提馏的操作线，即在平衡时，应由精馏更换提馏的操作线，即在平衡线与提馏段操作线之间作梯级，当求得液相组成线与提馏段操作线之间作梯级，当求得液相组成xmxW 时结束。此时梯级数时结束。此时梯级数N（含再沸器）为所求的理论塔板数（含再沸器）为所求的理论塔板数N，跨过两操作线交点的板为最佳进料板，跨过两操作线交点的板为最佳进料板 NF 当第当第9板进料，即偏下进板进料，即偏下进料如图料如图 所示。为达到相同分所示。为达到相同分离要求，需增加理论板。若离要求，需增加理论板。若偏上进料，则会导致相同的偏上进料，则会导致相同的结果。结果。偏离越

4、远，对塔不利偏离越远，对塔不利影响越大。影响越大。11qxxqqyF v随进料温度的升高，随进料温度的升高，q值减值减小，提馏段液、气比增大小，提馏段液、气比增大则则提馏段操作线斜率增大，提馏段操作线斜率增大，操操作线更靠近平衡曲线，将导作线更靠近平衡曲线，将导致提馏段分离能力不断下降。致提馏段分离能力不断下降。即每块理论板的传质推动力即每块理论板的传质推动力减小。完成相同分离任务，减小。完成相同分离任务，所需理论板数会增加所需理论板数会增加。vR R增大时，精馏段操作线斜增大时，精馏段操作线斜率率R/(R+1)R/(R+1)增大，则操作线远增大，则操作线远离平衡线，离平衡线，传质推动力增大，

5、传质推动力增大，N NT T减少减少，可降低塔的高度，可降低塔的高度vR R的增加的增加,塔内气、液两相流塔内气、液两相流量增加，从而引起再沸器热流量增加，从而引起再沸器热流提高。从而使精馏过程能耗增提高。从而使精馏过程能耗增加，塔径增加加，塔径增加V=(R+1)DV=(R+1)D；V=V-(1-q)FV=V-(1-q)FvR R，全回流，全回流 vR减小，使操作线减小，使操作线交点向平衡移动，推交点向平衡移动，推动力减小，动力减小，NT增加，增加，使塔增高。使塔增高。v 当当R继续减小，使继续减小，使两操作线交点落在平两操作线交点落在平衡曲线上衡曲线上E点点。NT=，Rmin。eeeDmin

6、eDeDminminxyyxRxxyxRR111qxxqqyFeeeeex)(xy11DmineminminexRxRRy111Rmin,(xe,ye)a bv Rmin，NT=,塔为无穷高，投塔为无穷高，投资费用直线上升为无穷大。资费用直线上升为无穷大。vR增大增大，精馏操作线远离平衡线，精馏操作线远离平衡线，NT下降，塔高降低，设备费减少，下降，塔高降低，设备费减少，但但V,V增加，塔径和塔顶和塔釜增加，塔径和塔顶和塔釜换热器面积增加；塔顶冷凝量和换热器面积增加；塔顶冷凝量和塔釜加热量增加，操作费升高。塔釜加热量增加，操作费升高。总费用与总费用与R的关系先急剧下降，而后上升的关系先急剧下降

7、，而后上升以获得精馏总成本最低的回流比为以获得精馏总成本最低的回流比为最优回流比最优回流比。R=1.1R=1.11.2Rmin1.2RminwfDwDfxFxDxWDFWxDxFx联立解得只要通过 96.0 ,11 21RxxRRyDnn nnnxaaxy11 FFFxxy11 qqqDmxyyxR 11qxxqqyf FFfFyqqFxFx1（3）提馏段方程可以简化或代入提馏段方程本身求，也可以用两点式方程求得，即点（xw，xw）和进料线与精馏线交点（4）0223.0 361.0 1 93.0 361.0 35.0 1 361.0 93.0 35.0 96.0 ,96.0 1 F D x F

8、 D x D F Dx Fx W Dx Fx x Wx Dx Fx W D F F D Fx Dx D f D f D f w w D f f D 得：由 186.08.0 1493.014411 0.422.3242.1242.1 22.3272.0428.0428.093.0 428.0272.0 07.03.27.012 7.0 15.035.015.05.011 5.0 428.01272.035.0 1 1 12 2 ,272.011272.0428.0 11 22nnnDnnmqqqDmqqfFffnnnxyxRxxRRyRRxyyxRyxxxxyxxyxyxqxxqqyqqqyq

9、FFqxFxFLLqqqxxyaaaxaaxy即：精馏段方程为：线的交点联立求解平衡线与进料即，进料线方程为：气相所占分率为分率，则可视为进料中液相所占在汽、液混合进料中，：平衡线方程为 186.08.0 1493.014411 0.422.3242.1242.1 22.3272.0428.0428.093.0 428.0272.0 07.03.27.012 7.0 15.035.015.05.011 5.0 428.01272.035.0 1 1 12 2 ,272.011272.0428.0 11 22nnnDnnmqqqDmqqfFffnnnxyxRxxRRyRRxyyxRyxxxxyx

10、xyxyxqxxqqyqqqyqFFqxFxFLLqqqxxyaaaxaaxy即：精馏段方程为：线的交点联立求解平衡线与进料即，进料线方程为：气相所占分率为分率，则可视为进料中液相所占在汽、液混合进料中，：平衡线方程为 0109.049.11361.05.0361.040223.01361.01361.05.0361.045.0361.04111 311mmmwmwmwmwmmxyxFDqFDRxFDxFDqFDRqFDRFDqFRDxFDxFDqFRDqFRDWqFLWxxWqFLqFLWLWxxWLLy点评：此题对精馏这一章的，几乎所有主要知识点都复习到了。1全塔物料衡算方程和塔顶产品收率fDFxDx的概念；2平衡线方程；3进料状况参数 q 的意义及 L与 L 的定量关系；4进料线方程；5最小回流比及其计算式；6精馏段方程和提馏段方程；7逐板计算法；8默弗里板效率的概念及计算。