大学课件-化工原理-蒸馏-4.ppt

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1、6.5.3 理论塔板数的计算,已知,确定完成分离任务所需的理论塔板数 设计型计算： 方法：（1）逐板计算法 (2) 图解法,、逐板计算法（ Lewis-Sorel method ） 条件：（）塔顶蒸气在冷凝器中全部冷凝； （）泡点回流,（1）进料板：x m xF 第m块板是进料板NF 进料板以上- 精馏段 N精 NF 1 进料板以下- 提馏段 进料板 - 提馏段的第一块板,（2）x n x w NT=n为所需的理论板数,（3）塔底再沸器相当于一块理论板，故塔内理论板数为 (n1),（1）塔底再沸器相当于一块理论板，故塔内理论板数为n-1； （2）N精 NF 1； N提 N N精； （3）应该清

2、楚每一步计算和塔板情况的对应关系；,注意：,Input: qnF,zF,q, R, xD,xW,N,Y,N,Y,（2）图解法步骤（Mccake-Thiela-method） ：, 作平衡曲线；, 由D(xD,xD)和b= xD/(R+1) 作精馏段操作线；, 由F(zF,zF)点和斜率（q/(q-1)）作q线；, 由交点Q(xq,yq) 和 W(xW,xW) 作提馏段操作线；, 由D点开始, 在平衡线与操作线之间画梯级求N；, 由xD,ZF,xW,作垂线与对角线交于D ,F, W点;,xD,zF,Q,D,W,xW,N=9(包含釜),汽、液通过任一理论塔板时组成的变化,水平线长度: 通过第n板液

3、相组成变化 垂线长度: 通过第n板气相组成变化,（3）影响N的因素分析,N决定于,平衡线位置：物系，T，P（） 操作线位置：xD，xW，R，ZF，q,R： R 斜率精 ,截距精 操作线与平衡线距离 各塔板分离能力 N ,q q 斜率q Q点右移 提馏线与平衡线距离 提馏段各塔板分离能力 N ,xD： xD，D点上移，斜率精不变，精馏线向上平移， 操作线与平衡线距离 ，塔板分离能力，N ,xW：略。分离要求提高，N增加。,ZF：操作型问题。,1.0,实际进料热状态由前一工序决定。,R ,N ;R ,N ,q ,N ;q ,N ,分离要求提高，N ,选择R，需要综合设备费，操作费。,故不宜对分离过

4、程提过高要求。,6.5.4进料位置和回流比的选择 进料位置 （1）进料位置的讨论 （a）进料位置确定原则 两操作线交点Q所在梯级。 （b）Q点为最优进料位置的分析 上移或下移均对分离不利，导致 N 增加。 （c）关于进料位置的允许范围,（）进料位置的选择,（）最佳进料位置Q点,0,x,y,1.0,1.0,（4）关于进料位置的允许范围,结论：,对于连续精馏操作，进料位置在点与点之间，最优进料位置应使理论板数最少。尽管在点与点之间进料均能进行操作，但最佳进料位置应该是两条操作线的交点。,回流比的选择,设计型问题：,R N 塔的设备费,R qnL= RqnD qnV= qnL + qnD qnV=

5、qnV +(q-1) qnF R , C GR , GC 操作费 再沸器和冷凝器的设备费 塔径设备费,研究R是一个保证技术要求和保证经济效益的问题。 应确定一适宜的回流比。,R min R R,. R= qnL / qnD R= qnD =0, qnV = qnL, -全回流 qnW = qnD = qnF =0,操作线与对角线重合; 塔板分离能力最大; 完成分离任务 NT= Nmin (最少理论塔板数) 全回流应用 -开工、科研,全回流和最小理论板数,. 最小理论板数的确定,逐板计算法,图解法：,在平衡线与对角线之间画梯级，直至xnxw为止。,由xD始，依次反复应用平衡关系与操作关系，直至xnxw为止。,xD,xW,Nmin=8(包含釜),图解法：,平衡关系：,对第n块板：,n第n块板A组分对B组分的相对挥发度。,操作关系：,逐板计算法,塔顶为全凝器：,板序号 平衡关系 操作关系,1,2,整理：,分离要求：,Fenske公式,b. 最小回流比,（1）定义 R，两操作线同时向平衡线靠近，NT R 交点Q移至平衡线上（点）， NT= N 对应的回流比-最小回流比 Rmin。 Rmin确定,c,（2）计算： 设（xe, ye),也可由精馏段操作线在y轴上的截距yC确定,特殊精馏,C. 适宜回流比,作业： P130 14、15、16、17、20,