学习目的：(1)掌握精馏过程原理,并对精馏过程做出数学

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1、学习目的：（1）掌握精馏过程原理，并对精馏过程做出数学描述；（2）掌握精馏塔的设计型与操作型计算；（3）了解特殊精馏过程学习重点：精馏过程的数学描述与计算学习难点：操作型计算第五章蒸馏一、汽液平衡关系二、二元连续精馏的计算xFxWxDxFxWxD二、二元连续精馏的计算（3）提馏段操作线（4）q线方程(进料方程)三、进料热状况q：进料中液相所占分率：四、回流比五、理论板数的计算yx五、理论板数的计算yx(2)图解法(梯级法)注：其中板数的取舍，只能取其整数并大于计算值五、理论板数的计算六、板效率七

2、、讨论题一、分离苯—甲苯的精馏塔，按以下三种方式冷凝，塔顶第一块板上升蒸汽浓度为含苯0.8（摩尔分率）回流比均为2。问：①采用全凝器冷凝，在塔顶及回流处插两支温度计，测得温度分别为t0，t1，问t0，t1是否相等？为什么？并求t0，t1的值？②在图1、2、3三种冷凝情况下，第一块板浓度y1含苯0.8。a.比较温度t1，t2，t3的大小；b.比较回流液浓度xL1,xL2,xL3的大小；c.比较塔顶产品浓度xD1,xD2,xD3的大小，将以上参数分别按顺序排列，并说明理由。t0y1t1xD1yV1x

3、L1图1t0y1t2xD21/3VxL2yV2图2t0y1t3xD31/4VxL3yV31/3V图3七、讨论题③三种情况下，精馏段操作线是否相同？在同一y～x图上表示出来，并将三种情况下：xD，xL，yV的值在y～x图上表示出来。已知安托尼常数为：ABC苯6.897401206.35220.237甲苯6.9531343.94219.58t0y1t1xD1yV1xL1图1t0y1t2xD21/3VxL2yV2图2t0y1t3xD31/4VxL3yV31/3V图3七、讨论题解：（1）∵t0是露点温

4、度，t1是泡点温度∴t0>t1①图解法：在t-x-y图上，从x=0.8处作垂线与t-x及t-y线相交于a、b两点，则a点为泡点，t1=84.3℃，b点为露点t0=89℃。tx,ya,t1b,t00.8t0t1假设正确同理，设露点t0=89℃则：PA0=991.62mmHgPB0=396.06mmHgy=0.797假设正确七、讨论题解：②解析（试差法）由x、y与PA0、PB0的关系：其中：P=760mmHg若求泡点：则设若求露点：则设假设泡点t1=84.3℃,则PA0=863.98mmHgPB0=

5、338.84mmHg取α=2.46由y=0.8时代入上式得：x=0.62，则在t-x-y图得露点t0=89℃同理当x=0.8时，得y=0.91，在t-x-y图得泡点t1=84.3℃。结论：（1）混合物冷凝与沸腾时的温度不等，即露点与泡点温度不等（2）汽液平衡时，两相温度相同。七、讨论题c.利用平衡关系求解：七、讨论题（2）解法一第一种情况：yV1=xL1=xD1=0.8第二种情况：分凝器，yV2与xL2达平衡，则塔顶分凝器相当于一块理论板，由汽液平衡关系有：α=2.46①又由物料衡算得②联立可

6、解出：xL2=0.757；yV2=xD2=0.884t0y1t1xD1yV1xL1图1t0y1t2xD21/3VxL2yV2图2a.（2）解法一第三种情况：∴xL3=0.769yV3=xD3=0.891由回流比R=2；知七、讨论题t0y1t3xD31/4VxL3yV31/3V图3故xL1xL2xL3xD1xD2xD30.80.7570.7690.80.8840.861∴xL1>xL3>xL2xD2>xD3>xD1以xL为横坐标，t-x-y查泡点线得：t2>t3>t1解法二：用杠杆规则出口点物

7、料衡算七、讨论题（3）作三种情况下的操作线解法一：将分凝器作为第0块理论板，包括在操作线之中，此时操作线斜率互为平行，过点（xDi,xDi）如图所示：①③②yV3yV2yV1xD1xD3xD2xL1xL2xL3（3）作三种情况下的操作线解法二：将分凝器去掉，以第一块板组成为精馏段的操作顶点第一种Ⅰ线顶点y1=0.8x=xL1第二种Ⅱ线顶点y1=0.8x=xL2第三种Ⅲ线顶点y1=0.8x=xL2实际②延长即是①图总结：①操作线的作法；②分凝器xD～xL达平衡，xD≠xL，即相当于一块理论板七、讨

8、论题①③②yV3yV2yV1xD1xD3xD2xL1xL2xL3七、讨论题二、苯与甲苯精馏塔进料量为1000kmol/h，浓度为0.5，要求塔顶产品浓度不低于0.9，塔釜浓度不大于0.1（皆为苯的摩尔分率）泡点液相进料，间接蒸汽加热，回流比为2。①  当满足以上工艺要求时，塔顶，塔底产品量各为多少？②  采出560kmol/h行吗？采出最大极限值是多少？③  当采出量535kmol/h时，若仍要满足原来的产品浓度要求，可采取什么措施？作定性分析。解：①由已知有：F=1000kmol/h；xF=0