双组分精馏的设计计算.ppt

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1、4.5双组分精馏的设计计算4.5.1　理论塔板数的计算4.5.2　回流比的影响与选择4.5.1　理论塔板数的计算1.逐板计算法xn~yn符合平衡关系；yn+1~xn符合操作关系。塔顶设全凝器，泡点回流。塔顶全凝器精馏段（m-1）块板，第m块为加料板。精馏段：F,xFD,xDW,xWyWm-112nx1x2xnxm-1y2y1ym-1dm提馏段：由于再沸器相当于一块理论板，因此应当扣除，于是提馏段有（n-1）块板n+mmm+1m+12.图解法图6-13理论板数图解法示意图（2）画精馏段操作线（3）画提馏段操作线（4）画直角梯级从

2、a点开始，在精馏段操作线与平衡线之间作水平线及垂直线，当梯级跨过d点时，则改在提馏段操作线与平衡线之间作直角梯级，直至梯级的水平线达到或跨过b点为止。其中过d点的梯级为加料板，最后一个梯级为再沸器dxf例1（求理论板数）在一常压连续精馏塔内分离苯-甲苯混合物，已知进料液流量为80kmol/h，料液中苯含量40%（摩尔分率，下同），泡点进料，塔顶流出液含苯90%，要求苯回收率不低于90%，塔顶为全凝器，泡点回流，回流比取2，在操作条件下，物系的相对挥发度为2.47。求：分别用逐板计算法和图解法计算所需的理论板数。3理论版的增浓度

3、112233xnyn+1结论：操作线越远离相平衡线()，理论板的增浓度越大，所需NT越小。xD,xF,xw,q不变，R增大因xF，q不变：q线不变；由图可知：提留段操作线也远离相平衡线，理论板增浓度增大，所以NT减小。4.5.2　回流比的选择1.回流比对精馏操作的影响最小回流比：对于一定的分离任务，所需理论板为无穷多时所对应的回流比。3.最小回流比e时，e点称为挟点特点：（）斜率法:求Rmin的方法：xe,ye的求法：x=xey=yeq=1时，xe=xFq=0时，ye=xF特殊情况：在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，已知X

4、F=0.4（摩尔分率、下同），XD=0.97,Xw=0.04相对挥发度α=2.47。试分别求以下三种进料方式下的最小回流比。（1）冷液进料q=1.387（2）泡点进料（3）饱和蒸汽进料例2(求最小回流比）4.适宜回流比适宜回流比：蒸馏章小结思考题在图解法求理论板数的y-x图上，直角梯级与平衡线的交点、直角梯级与操作线的交点各表示什么意思?直角梯级的水平线与垂直线各表示什么意思?对于一块实际塔板，汽相增浓程度和液相降浓程度如何表示?什么叫全回流和最小理论板数?全回流时回流比和操作线方程是怎样的?全回流应用于何种场合?如何计算全回

5、流时的最少理论板数？某塔全回流时，xn=0.3,若α=3，则yn+1=?选择适宜回流比的依据是什么？设备费和操作费分别包括哪些费用?经验上如何选取适宜回流比?对于精镏塔的设计问题，在进料热状况和分离要求一定的条件下，回流比增大或减小，所需理论板数如何变化?例3：用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合溶液，原料液中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.95（以上均为摩尔分率），原料液为汽、液混合进料，其中蒸汽占1/3（摩尔数比），苯-甲苯的平均相对挥发度为2.5，回流比为最小回流比的2倍，试求：最小回流比；若塔顶采用全凝器，求从塔顶往下数第

6、二块理论板下降的液体组成。补充题1在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n的气相组成yn＋1为0.75，从该板流出的液相组成xn为0.65（均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度为2.5，求：（1）从该板上升的蒸气组成yn；（2）流入该板的液相组成xn－1；（3）回流比R。补充2在连续精馏塔中分离某两组分混合物。已知原料液流量为100kmol/h，组成为0.5（易挥发组分摩尔分数，下同），饱和蒸气进料；馏出液组成为0.98，回流比R为2.6，若要求易挥发组分回收率为96％，求：（1）馏出液的摩尔流量D；

7、（2）提馏段操作线方程。补充3：某连续操作精馏塔，分离苯－甲苯混和液，原料中含苯45％，馏出液中含苯95％，残液中含甲苯95％（以上均为摩尔分数）。塔顶全凝器每小时全凝28000kg蒸汽，液体在泡点下回流。提馏段回流液量为470kmol/h，原料液于泡点进料。求：（1）釜残液和馏出液的流量（W和D）；（2）回流比R补充4：在某两组分连续精馏塔中，已知原料液流量为788kmol/h，泡点进料；馏出液组成为0.95（易挥发组分摩尔分数，下同），釜残液组成为0.03；回流比R为3，塔顶回流液量为540kmol/h。求：（1）精馏段操

8、作线方程；（2）提馏段操作线方程及提馏段回流液量L’补充5：有一相对挥发度平均值为3的两组分理想溶液，在泡点温度下进入连续精馏塔。进料组成为0.6（摩尔分数，下同），馏出液组成为0.9；回流比为1.5，全塔效率为0.5。求：用逐板计算法求精馏段所需要的理论板数NT；补充6：在