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1、第2期刘承先:用Excel进行精馏塔的理论板数的计算·9·用Excel进行精馏塔的理论板数的计算刘承先(常州工程职业技术学院,江苏常州213002)摘要:介绍了用Excel对精馏塔理论塔板数的计算方法,不需要编程就可方便地得到计算结果。关键词:Excel;精馏塔;理论塔板数;计算+中图分类号:TQ015.9TQ028.13文献标识码:A文章编号:1008-021X(2003)02-0009-03CalculationoftheRectificationColumn’sTheoreticalPlateNumberbyUsingExcelLIUCheng-xian(ChangzhouEngi
2、neeringVocationalandTechnicalCollege,Changzhou213002,China)Abstract:Thispaperintroducesacalculatingmethodfortherectificationcolumn’stheoreticalplatenumberbyusingExcel,whichiseasy-to-usewithoutprogramming.Keywords:Excel;rectificationcolumn;theoreticalplatenumber;calculating1前言-1)x]得到。精馏是化工基本分离方法之一
3、,广泛应用于有(2)若已知汽液相平衡数据,则可利用Excel卓机化工、石油等生产领域,其理论塔板数的确定是最越的图表功能,将平衡数据输入到Excel中,插入图基本的工艺设计计算。主要方法有图解法和逐板计表,添加趋势线,可直接得到yi=f(xi)的拟合关系算法。图解法简单方便,但准确性较差;逐板计算法式。准确性好、且可同时求得各层板上的汽液相组成,但(3)用热力学方程,由露点计算得到与yi成平[1,2]衡的x烦琐,借助计算机可快速地进行逐板计算。本i值,再输入数据,插入图表,添加趋势线,得文介绍的方法不是常用的计算机编程计算方法,而到拟合关系式。是利用人们熟知的Excel,其具有卓越的图表
4、和数值操作线方程就是相邻两块理论板之间的汽液相计算功能,将较复杂的编程变成方便的菜单和工具关系,进料口把精馏塔分为精馏段和提馏段,因此有栏操作,尤其是其自动填充功能,单变量求解功相应的操作线方程:能[3],能避免逐板计算法的烦琐尤其是操作型计算精馏段操作线方程:的试差麻烦。yn=[R/(R+1)]xn-1+xD/(R+1)(2)2计算方法提馏段操作线方程:2.1计算原理ym′=[(L+qF)/(L+qF-W)]x′m-1+Wxw/逐板计算法就是交替使用操作线方程和相平衡(L+qF-W)(3)方程,每交替使用一次就是一块理论板。精馏塔内式中:yn———精馏段第n块板上升蒸气中易挥发组相平衡
5、方程,即离开每一块理论板的气相组分yi与分的摩尔分率;液相组分xi之间的关系:xn-1———精馏段第n-1块板下降液体中易挥xi=f(yi)或yi=f(xi)(1)发组分的摩尔分率;该关系式一般可有下述三种情况之一得到[4]。ym′———提馏段第m块板上升蒸气中易挥发(1)对于理想液态混合物(或近似理想液态混组分的摩尔分率;合物),相对挥发度α为常数时,可有y=αx/[1+(αx′m-1———提馏段第m-1块板下降液体中易收稿日期:2002-08-02修回日期:2002-10-27作者简介:刘承先(1963-),男,高级讲师,工程师,主要从事化学化工教学和科研工作。山东化工·10·SHA
6、NDONGCHEMICALINDUSTRY2003年第32卷挥发组分的摩尔分率;[2]果。xD———塔顶产品的摩尔分率;设计型计算的过程为:列出方程(1)、(2)、(3)。xW———塔底产品的摩尔分率;在工作表的相应位置输入各已知量和各种关系式。R———回流比;如图1所示,公式只需输入一次,利用Excel的自动L———精馏段中下降液体的摩尔流量;填充功能,很方便地算出各层板的气液相组成。因W———塔底产品的摩尔流量;此避免了以往逐板计算的烦琐。F———原料液的摩尔流量;操作型计算的过程为:先假设一个xW值,由全q———进料热状况参数;塔物料衡算求出xD=[FxF-xW(F-D)]/D,然
7、后与这两个操作线方程式根据物料条件及工艺要求设计型计算类似。如图2所示,算至最后一块板为确定。止。将计算的最后一块板x值与所假设的xw值比2.2计算过程较,两者基本相同则计算有效,否则可启动工具菜单精馏塔的计算通常可分为设计型计算和操作型中的“单变量求解”,以最后一块板的x值所在单元计算。设计型计算的任务是根据规定的分离要求,格为目标单元格,xw的单元格为可变单元格,完成选择精馏的操作条件,计算所需的理论板,操作型计计算。也可在xw
