化工原理课件96双组分精馏的操作型计算.ppt

9.6 双组分精馏的操作型计算双组分精馏的操作型计算v9.6.1 精馏过程的操作型计算精馏过程的操作型计算 v9.6.2 精馏塔的温度分布精馏塔的温度分布 9.6.1 精馏过程的操作型计算精馏过程的操作型计算 一、操作型计算的内容一、操作型计算的内容 设备已定（总理论板数与加料位置，有时加料位设备已定（总理论板数与加料位置，有时加料位置也可变动）的条件下，指定的操作条件，预计精馏操置也可变动）的条件下，指定的操作条件，预计精馏操作的结果或要求一定的操作结果，确定必须的操作条件作的结果或要求一定的操作结果，确定必须的操作条件（如回流比、加料位置）。（如回流比、加料位置）。二、操作型计算在实际生产中的预计作用二、操作型计算在实际生产中的预计作用 1.产品质量；产品质量；2.操作条件变化时产品质量和采出量的变化；操作条件变化时产品质量和采出量的变化；3.为保证产品质量应采取的措施；为保证产品质量应采取的措施；4.设计新装置时应用操作型的计算方法确定精馏设计新装置时应用操作型的计算方法确定精馏所需的理论板数。所需的理论板数。三、计算命题三、计算命题(举例举例)已知：已知：全塔总板数全塔总板数N及加料板位置及加料板位置(第第m块板）；相平衡曲线或块板）；相平衡曲线或相对挥发度；原料组成相对挥发度；原料组成xF与热状态与热状态q，回流比，回流比R；并规定塔顶馏出液；并规定塔顶馏出液的采出率的采出率D/F。求：求：精馏操作的最终结果精馏操作的最终结果产品组成产品组成xD，xW以及逐板的组成以及逐板的组成分布。分布。操作型计算的特点操作型计算的特点:操作型计算一般均须试差操作型计算一般均须试差(迭代迭代)。加料板位置（或其它操作条件）一般不满足最优化条件。加料板位置（或其它操作条件）一般不满足最优化条件。四、举例四、举例 1.回流比增加对精馏结果的影响回流比增加对精馏结果的影响 已知：已知：一操作中的精馏塔，塔顶馏出液的采出率一操作中的精馏塔，塔顶馏出液的采出率D/F一定，一定，其他条件不变（指总板数，加料位置，处理量，加料组成与热状其他条件不变（指总板数，加料位置，处理量，加料组成与热状态），回流比态），回流比R增加增加.试分析产品组成的变化规律。试分析产品组成的变化规律。定性分析：定性分析：精馏段精馏段L/V=R/(R+1)RL/V操作线向对角操作线向对角线方向移动线方向移动提馏段提馏段操作线向操作线向对角线方对角线方向移动向移动精馏段、提馏段塔板的分离能力都得到提高，因此精馏段、提馏段塔板的分离能力都得到提高，因此xD、xW 定量定量计计算：算：例9-8 用精馏塔分离苯苯-甲苯甲苯物系，=2.47，m=8，N=10，xf=0.25，q=1，D/F=0.1844。RxDxW50.980.08580.99280.0825推推论论：实际实际生生产产中可通中可通过过增大回流比提高增大回流比提高产产品的品的纯纯度。度。注意：注意：藉增加回流比藉增加回流比R来提高来提高xD的方法并非总是有效。的方法并非总是有效。bxD的提高受全塔物料衡算的限制。加大回流比可提高的提高受全塔物料衡算的限制。加大回流比可提高xD，但其极限，但其极限值为值为xD=FxF/D。对一定塔板数，即使采用全回流，。对一定塔板数，即使采用全回流，xD也只能某中程度趋近于此极限值。如也只能某中程度趋近于此极限值。如xD的数值大于的数值大于1，则，则xD的的极限值为极限值为1。c.加大操作回流比意味着加大蒸加大操作回流比意味着加大蒸发发量与冷凝量。量与冷凝量。这这些数些数值还值还将受到塔釜及冷凝器的将受到塔釜及冷凝器的传热传热面的限制。面的限制。axD的提高受精馏段塔板数即精馏塔分离能力的限制。对的提高受精馏段塔板数即精馏塔分离能力的限制。对一定板数，即使回流比增至无穷大（全回流）时，一定板数，即使回流比增至无穷大（全回流）时，xD也有确定的也有确定的最高极限值；在实际操作的回流比下不可能超过此极限值。最高极限值；在实际操作的回流比下不可能超过此极限值。2.进料组成变动的影响进料组成变动的影响 一个操作中的精一个操作中的精馏馏塔，若塔，若进进料料组组成成xF下降至下降至则则在同一回流比在同一回流比R及塔板数下塔及塔板数下塔顶馏顶馏出液出液组组成成xD将下降将下降为为提提馏馏段塔釜段塔釜组组成也将由成也将由xW降至降至9.6.2 精馏塔的温度分布和灵敏板精馏塔的温度分布和灵敏板 一、精馏塔的温度分布一、精馏塔的温度分布产生温度分布的主要原因：产生温度分布的主要原因：加压或常压精馏，主要是加压或常压精馏，主要是各板组成不同各板组成不同；减压精馏中，减压精馏中，各板组成与总压的差别各板组成与总压的差别共共同作用的结果，以后者更为显著。同作用的结果，以后者更为显著。二、灵敏板二、灵敏板 问题问题：生生产产中如何及中如何及时时地地预测预测如何外界因素的干如何外界因素的干扰对产扰对产品品质质量的影响？量的影响？答：答：温度。温度。问：问：哪一个位置的温度？哪一个位置的温度？一般情况：塔顶温度是馏出液组成的直接反映。一般情况：塔顶温度是馏出液组成的直接反映。高纯度分离：高纯度分离：乙苯乙苯-苯乙烯在苯乙烯在8 kPa下减压精馏，下减压精馏，当塔顶馏出液中含乙苯由当塔顶馏出液中含乙苯由99.9%降至降至90%时，泡点变化仅为时，泡点变化仅为0.7。灵敏板：灵敏板：在精馏段或提馏段的某在精馏段或提馏段的某些塔板上，温度变化量最为显著的塔些塔板上，温度变化量最为显著的塔板。板。