化工原理93液体的精馏-3课件.

。。xn-1yn+1x，yt/℃BA01.0每一块塔板上，蒸气和液体直接发生热量交换的同时，进行了质量交换。NOTE：9.3连续精馏计算(continuousrectification)t't。。xnyn全凝器再沸器进料fFnxq,,馏出液dDnxq,,馏残液wWnxq,,0,,xqLn1,,yqVn,'nVq,'nLq连续精馏的计算计算的前提（1）回流液的温度为泡点温度；（2）塔身是绝热的，没有热损失；（3）根据各组分的摩尔气化热相等的设定，各层塔板上气化和冷凝的物质的量相等（恒摩尔流假设）；（4）塔内各块塔板为理论板。全凝器再沸器进料fFnxq,,馏出液dDnxq,,馏残液wWnxq,,0,,xqLnn1nyny1nxnxyn~xn平衡关系yn+1~xn操作关系1,,yqVn,'nVq,'nLq全凝器再沸器进料fFnxq,,馏出液dDnxq,,馏残液wWnxq,,0,,xqLn全塔操作线方程（equationofoperatingline）总物料衡算：WnDnFnqqq,,,易挥发组分衡算：wWndDnfFnxqxqxq,,,wdwfFnDnxxxxqq)(,,wdfdFnWnxxxxqq)(,,1,,yqVn塔顶易挥发组分回收率：——为馏出液的采出率F,D,xqxqFnDn）（）（F,W,11xqxqFnWn塔底难挥发组分回收率：FnDnqq,,/FnWnqq,,/——为馏残液的采出率全凝器再沸器进料fFnxq,,馏出液dDnxq,,馏残液wWnxq,,0,,xqLn精馏段操作线方程n1,,yqVnVnnqy,1,nLnxq,,总物料衡算：易挥发组分衡算：,,,nVnLnDqqq,1,,nVnnLnnDdqyqxqxDnLnqqR,,DnVnqRq,,)1(dnnxRxRRy1111精馏段操作线表示精馏段任何两层塔板间上升蒸气和下降液体组成之间的相互关系。全凝器再沸器进料fFnxq,,馏出液dDnxq,,馏残液wWnxq,,0,,xqLn提馏段操作线方程1,,yqVnm,,'mnLxq,1',nVmqy总物料衡算：易挥发组分衡算：,,,''nLnVnWqqq,,1,''nLmnVmnWwqxqyqx,,1,,,,'''nLnwmmwnLnwnLnwqqyxxqqqq提馏段操作线:表示提馏段任何两层塔板间上升蒸气和下降液体组成之间的相互关系。x/（mol）%0y/（mol）%yyx)1(dnnxRxRRy1111精馏段操作线提馏段操作线。dx。wxwwnLnwnmwnLnLnmxqqqxqqqy,,,,,,1'''进料热状况e、温度高于露点的过热蒸汽。Fnq,Vnq,Lnq,Vnq,'Lnq,'在实际生产中，加入精馏塔中的原料液可能有一下五种不同的热状况：a、温度低于泡点的冷液体；b、温度等于泡点的饱和液体；c、温度介于泡点和露点之间的汽、液混合物；d、温度等于露点的饱和蒸汽；进料热状况参数对加料板作物料衡算：Fnq,FhVVnHq,LLnhq,VVnHq'',LLnhq'',加料板LnVnLnVnFnqqqqq,,,,,''LnLnFnVnVnqqqqq,,,,,''对加料板作热量衡算：LLnVVnLLnVVnFFnhqHqhqHqhq'''',,,,,注意：因为塔板上液体和蒸气都是饱和状态，并且进料板上下处温度和浓度变化不大，故认为：hhhHHHLLVV''HqqhqqhqVnVnLnLnFFn)'()'(,,,,,hHhHqqqFFnLnLn,,,'原料的气化热的热量原料变成饱和蒸气所需将kmolkmolhHhHqF11进料热状况参数：FnLnLnqqqq,,,'FnVnVnqqqq,,,)1('提馏段操作线方程：wwnFnLnwnmwnFnLnFnLnmxqqqqqxqqqqqqqy,,,,,,,,,1a、冷液体进料：b、饱和液体进料：c、气液混合物进料：d、饱和蒸气进料e、过热蒸气进料1,qhhF1,qhhF10,qhhHF0,qHhF0,qHhF原料的气化热的热量原料变成饱和蒸气所需将kmolkmolhHhHqF11进料操作线方程dDnLnVnxqxqyq,,,wWnVnLnxqyqxq,,,''精馏段物料衡算：提馏段物料衡算：)()'()'(,,,,,,dDnWWnLnLnVnVnxqxqxqqyqq11qxxqqyF进料操作线方程(q线方程)：q线方程是精馏段、提馏段操作线交点的轨迹方程),(,FFFFxxxyqxyxx上的点线过对角线故时当a、冷液体进料：b、饱和液体进料：c、气液混合物进料：d、饱和蒸气进料：e、过热蒸气进料：011qqq11qqq0110qqq010qqq010qqqxy00.10.1Fx1f2f3f4f5fe11qxxqqyF理论塔板数的图解求算x/（mol）%0y/（mol）%dxwxfxyn~xn平衡关系yn+1~xn操作关系wdfxxx,,已知01xyxd),(1yxxdd),(21yx请确定精馏所需理论板数（包括再沸器）、进料的位置、精馏段塔板数、提馏段塔板数。NOTE：适用于理想体系和非理想体系。精确度较差。),(22yx),(11yxf设塔顶上升的蒸气被全部冷凝，则全凝器馏出液dDnxq,,再沸器馏残液wWnxq,,0,,xqLn进料fFnxq,,Vnqy,1,理论塔板数的逐板计算法yn~xn平衡关系yn+1~xn操作关系wdfxxx,,已知01xyxd设塔顶上升的蒸气被全部冷凝，则理论塔板数的逐板计算法例6-9进料为苯—甲苯饱和溶液，其中xf（苯）=0.5，要求馏出液中xd（苯）=0.95，馏残液中xw（苯）≤0.05，选用的回流比为2。苯—甲苯体系在常压下的相对挥发度为2.45。求精馏所需的理论塔板数。解：01xxyd在精馏段中：xxy)1(1根据气液平衡关系111)1(yyx根据精馏段操作线dnnxRxRRy1111...2y塔板数12345y0.950.9080.8510.7840.715x0.8860.8010.7000.5940.496进料:x5xf，所以第五块塔板以下应按提馏段逐板计算。根据物料衡算：wWndDnfFnxqxqxq,,,求得：提馏段操作线：wmmxRfxRfRy1111wwnFnLnwnmwnFnLnFnLnmxqqqqqxqqqqqqqy,,,,,,,,,11q泡点进料2,,wFwDDnFnxxxxqqfWnDnFnqqq,,,NOTE：本法适用于理想或接近理想的体系。精确度较好。实际操作时，塔板上的蒸气—溶液并未达到平衡，所以实际塔板的效率较理论塔板低。若塔板效率为80%：精馏段实际塔板为5块，提馏段实际塔板为8块。塔板数67891011y0.6540.5650.4460.3130.1930.102X0.4360.3470.2470.1570.0890.044wx精馏段需4块理论板；提馏段需7块理论板（包括再沸器）回流比(reflux)与精馏的关系x/（mol）%0y/（mol）%。dxwxfxdnnxRxRRy1111精馏段操作线提馏段操作线RNwwnLnwnmwnLnLnmxqqqxqqqy,,,,,,1'''x/（mol）%0y/（mol）%。dxwxfx全回流(totalreflux)DnLnDnqqRq,,,,0全回流时：ndnnxxRxRRy1111精馏段操作线提馏段操作线所需理论板数最少mwwnFnLnwnmwnFnLnFnLnmxxqqqqqxqqqqqqqy,,,,,,,,,1全回流下的最小理论塔板数理想体系或接近理想体系：BnAnBnAnxxyyBNANNBABABABABABAxxxxyyxxyyxxyy)......()(33233222221111全回流时操作线方程：nnxy1dAxy1111BAyywANxx1BNANxx全回流时最小理论塔板数：ln)]11(ln[dwwdMxxxxN（芬斯克公式）精馏段的最小理论塔板数：1ln)]11(ln[dffdMxxxxNx/（mol）%0y/（mol）%。dxwxfx最小回流比(minimumreflux)),(qqyxqqqdMxyyxRqqqxxy)1(1qdqdMMxxyxRR1最小回流比fdfdMMxxyxRR1fffxxy)1(1x/（mol）%0y/（mol）%。dxwxfx),(ffyxfffdMxyyxRfxxq,1回流比与理论塔板数的关系NOTE:选择过大的回流比是不必要的.实际生产选用的回流比一般为最小回流比的110%~200%。捷算法求理论塔板数——（芬斯克-吉利兰）估算法运算步骤：（3）根据Fenske—Gilliland图求得理论塔板数。吉利兰图R-RminR+1NT-NminNT+2（1）求全回流下的最小理论塔板数；（2）求出最小回流比和确定实用的回流比；常压下将含苯25％的苯—甲苯混合液以120kmol/h的流量送入连续精馏塔，要求xD＝98％，xW＝8.5％，操作时所用回流比为5，泡点进料，泡点回流，塔顶为全凝器，常压下苯—甲苯混合液可视为理想体系，相对挥发度为2.47。（1）求馏出液和塔釜残液的量；（2）精馏的最小回流比；（3）用逐板计算法求理论塔板数；（4）确定进料板，并说明精馏段和提馏段的理论塔板数。P156：4，5，7，9，14作业拉西环主要的缺点是液体分布性能不好，液体有__________效应，安装__________装置可消除该效应。传质过程常用的设备是__________，主要分为___________和__________。操作线方程推导的依据是______________。增加体系的压力，对吸收_________，提高体系的温度，对吸收_________。（填有利或不利）练习题今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量为1000m3·h-1，原料气中含甲醇100g·m-3，吸收后的水中含甲醇量等于与进料气体相平衡时组成的67％。设在标准状况下操作，吸收平衡关系为YA*=1.5XA，甲醇的回收率为98％，KY=0.5kmol·(m2·h)-1，塔内填料的有效表面积为190m2·m-3，空塔气速为0.5m·s-1。试求：（1）水的用量23.5mol/s-1；（2）塔径0.84m；（3）填料层高度7.2m。精馏塔中，每层塔板上都发生_________和__________，向上蒸气越来越富集_________组分，向下溶液越来越富集_________组分。10、精馏塔进料口以上的区域称为_________段，进料口以下的区域称为________段，只有_________段的精馏塔只能将进料分割成粗的馏出液和纯的难挥发组分。描述理想溶液的拉乌尔定律为___________。对拉乌尔定律有正偏差的真实溶液，在特殊条件下出现______________；有负偏差的体系，在特殊条件下有______________。物理吸收的平衡取决于当时条件下吸收质在吸收剂中的_________，化学吸收的平衡主要取决于当时条件下吸收反应的____________。8、气体通过干填料层流动时，在不高的气速下，气流的阻力与气速的__________次方成正比。亨利系数随温度的升高而升高；亨利系数越大，表明气体在液体中的溶解度越大。…………………()11、当气体在溶剂中的溶解度很小时，吸收