精馏段和提馏段操作线方程.ppt

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1、精馏段和提馏段操作线方程化学单元操作化学单元操作东明县职业中专目 录Contents精馏段和提馏段操作线方程精馏段操作线方程1提馏段操作线方程2操作线的作法3目 录Contents精馏段和提馏段操作线方程 在精馏塔中，任意塔板（n 板）下降的液相组成xn与由其下一层塔板（n+1板）上升的蒸汽组成yn+1之间的关系称之为操作关系，描述它们之间关系的方程称为操作线方程。操作线方程可通过塔板间的物料衡算求得。操作线方程可通过塔板间的物料衡算求得。在连续精馏塔中，因原料液不断从塔的中部加入，致使精馏段和提馏段具有不同的操作关系，现分别予以讨论。精馏段和提馏段操作线方程精馏段和提馏段操作线方程1、精馏段

2、操作线方程 在图片虚线范围（包括精馏段的第n+1层板以上塔段及冷凝器）内作物料衡算，以单位时间为基准，可得：总物料衡算：V=L+D 易挥发组分的物料衡算：V yn+1=Lxn+DxD 式中：V精馏段内每块塔板上升的蒸汽摩尔流量，kmol/h；L精馏段内每块塔板下降的液体摩尔流量，kmol/h；yn+1从精馏段第n+1板上升的蒸汽组成，摩尔分率；xn从精馏段第n板下降的液体组成，摩尔分率。精馏段和提馏段操作线方程将以上两式联立两式联立后，有：令R=L/D，R 称为回流比，于是上式可写作：以上两式均称为精馏段操作线方程。精馏段和提馏段操作线方程两点讨论两点讨论（1）该方程表示在一定操作条件下，从任

3、意板下降的液体组成xn 和与其相邻的下一层板上升的蒸汽组成yn+1 之间的关系。（2）该方程为一直线方程，该直线过对角线上a(xD，xD)点，以R/(R+1)为斜率，或在y轴上的截距为xD/(R+1)。精馏段和提馏段操作线方程精馏段和提馏段操作线方程2、提馏段操作线方程 在图虚线范围（包括提馏段第m层板以下塔段及再沸器）内作物料衡算，以单位时间为基准，可得：总物料衡算：L=V+W 易挥发组分衡算：Lxm=Vym+1+WxW 式中：L提馏段中每块塔板下降的液体流量，kmol/h；V提馏段中每块塔板上升的蒸汽流量，kmol/h；xm提馏段第m块塔板下降液体中易挥发组分的摩尔分率；ym+1提馏段第m

4、+1块塔板上升蒸汽中易挥发组分的摩尔分率。精馏段和提馏段操作线方程将以上两式联立后，有：以上两式均称为提馏段操作线方程。精馏段和提馏段操作线方程两点讨论两点讨论（1）该方程表示在一定操作条件下，提馏段内自任意板下降提馏段内自任意板下降的液体组成的液体组成xm，和与其相邻的下一层板上升蒸汽组成，和与其相邻的下一层板上升蒸汽组成ym+1之之间的关系间的关系。（2）提馏段操作线方程为一直线方程直线方程，在定常连续操作过程中，该直线过对角线上b(xw，xw)点，以L/V为斜率，或在y轴上的截距为WxW/V。精馏段和提馏段操作线方程提馏操作线方程的其他表现形式提馏操作线方程的其他表现形式令：再沸比再沸比

5、 再沸比R是提馏段内各块塔板下降的液体量与塔底引出的提馏段内各块塔板下降的液体量与塔底引出的釜液（馏残液）量之比釜液（馏残液）量之比。则提馏操作线可改写为：精馏段和提馏段操作线方程例：将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送入冷凝器的蒸气量为850kmol/h，流入精馏塔的回流液为670kmol/h，试求：1、每小时能获得多少kmol/h的馏出液？多少kmol/h的釜液？2、回流比R为多少？3、写出精馏段操作线方程；4、若进料为饱和液体，写出提馏操作线方程。精馏段和提馏段操作线方程解：（1）依题意知：V670

6、kmol/h L670kmol/h据：VLD 馏出液量为：DVL850670=180kmol/h据：已知：xF0.24 xD0.95 xW0.03精馏段和提馏段操作线方程则：F180W 0.24F1800.950.03W解得：F788.6kmol/h（进料量进料量）W608.6kmol/h（釜液量釜液量）（2）据 RL/D故回流比回流比为：精馏段和提馏段操作线方程（3）据：故精馏段操作线方程为：精馏段和提馏段操作线方程（4）由于进料为饱和液体，故 q1则：据：故提馏段操作线方程为：精馏段和提馏段操作线方程3、操作线的作法 用图解法求理论板层数时，需先在xy图上作出精馏段和提馏段的操作线。前已述

7、及，精馏段和提馏段的操作线方程在xy图上均为直线。作图时，先找出操作线与对角线的交点，然后根据已知条件求出操作线的斜率（或截距），即可作出操作线。精馏段和提馏段操作线方程（1）精馏段操作线的作法由：当 xnxD时，yn+1xD。说明精馏线有一点其横坐标与纵坐标相等精馏线有一点其横坐标与纵坐标相等，这一点必然落在对角线上，可从对角线上查找。由分离要求xD和经确定的回流比R可计算出截距截距xD/(R1)。由一点加上截距在xy图上作出直线即为精馏操作线。精馏段和提馏段操作线方程（2）提馏段操作线的作法由：当 xmxW 时，ym+1xW。说明提馏线也有一点其横坐标与纵坐标相等提馏线也有一点其横坐标与纵

8、坐标相等，这一点必然落在对角线上，可从对角线上查找。由分离要求 xW 和经确定的再沸比 R 可计算出截距截距xW/(R 1)。由一点加上截距在xy图上作出直线即为提馏操作线。精馏段和提馏段操作线方程精馏段和提馏段操作线方程 由图可看出，提馏段操作线的截距数值很小。因此，提馏段操作线不易准确作出，且这种作图方法不能直接反映出进料热状况的影响。故提馏段操作线通常按以下方法作出提馏段操作线通常按以下方法作出（两点式）先确定先确定提馏段操作线与对角线的交点c，再找出再找出提馏段操作线与精馏段操作线的交点d，直线cd即为提馏段操作线。两操作线的交点操作线的交点可由联解两操作线方程联解两操作线方程而得。精

9、馏段和提馏段操作线方程4.4.一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：精馏段精馏段 y=0.8 x+0.172 y=0.8 x+0.172，提馏段提馏段 y=1.3 x y=1.3 x 0.018 0.018。求求：原料液、馏出液、釜液组成及回流比。原料液、馏出液、釜液组成及回流比。解：由精馏段操作线方程解：由精馏段操作线方程 ，知，知 解得，解得，R=4，XD=0.96将提馏段操作线方程与对角线方程将提馏段操作线方程与对角线方程 y=x y=x 联立联立 解得解得 x=0.06 x=0.06，即，即 xw=0.06 xw=0.06 将两操作线方程联立将两操作线方程联立 解得解得 x=0.38 x=0.38 因是泡点进料，因是泡点进料，q=1q=1，q q线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，xF=0.38 xF=0.38谢谢观看东明县职业中专化工单元操作化工单元操作