工作任务二：精馏操作知识准备---连续操作精馏塔的初步设计ppt课件.ppt

《工作任务二：精馏操作知识准备---连续操作精馏塔的初步设计ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、工作任务三、连续操作精馏塔的初步设计1、全塔物料衡算2、精馏段与提馏段物料衡算3、精馏塔塔高的设计4、最优加料位置的确定5、最优回流比的确定精馏塔计算可分为设计型与操作型，其计算原则在各单元操作中是共同的。板式精馏塔的设计型计算主要包括以下内容：（1）根据给定的分离要求，计算进、出精馏装置各股物料的流量和组成；（2）选择合适的操作条件：包括操作压强、回流比（塔顶回流液量与馏出液量的比值）和加料热状态等；（3）确定精馏塔所需的理论板数和加料位置；（4）选择精馏塔的类型（即塔板类型），确定塔径、塔高；（5）进行塔板结构尺寸的计

2、算及塔板流体力学验算；（6）计算冷凝器和再沸器的热负荷，确定其类型和尺寸。一、全塔物料衡算全塔物料衡算（Overallmaterialbalance）对稳定操作连续精馏塔，无论塔顶的回流液量与塔釜的再沸蒸汽量多大，料液加入量必等于塔顶和塔釜所得产品量之和。产品流量、组成和进料流量、组成之间的关系可通过全塔物料衡算求得。总物料衡算易挥发组分物料衡算塔顶易挥发组分回收率：易挥发组分从塔顶采出的量占全部进料量中轻组分的百分数。塔底难挥发组分回收率：全塔物料衡算（Overallmaterialbalance）全塔物料衡算（Over

3、allmaterialbalance）当进料流率F和组成xF以及釜液组成xW一定时，要求塔顶馏出液中轻组分含量xD值越大，馏出液的流率D值就越小。塔釜产品的流率和组成之间也存在类似关系。对进料浓度一定的精馏过程，提高产品品质是以降低产品产率为代价的。精馏段，每层塔板上升的蒸汽摩尔流量都相等，提馏段也一样。即：V1=V2=······V=常数V1’=V2’=······V’=常数式中：V——精馏段上升蒸汽的摩尔流量，kmol/h;V’——提馏段上升蒸汽的摩尔流量，kmol/h。（下标1、2······表示自上而下的塔板序号。

4、）（1）恒摩尔汽化1.恒摩尔流的假设（Constantmolaloverflowhypothesis）二、精馏段与提馏段物料衡算精馏段内，每层塔板下降的液体摩尔流量都相等，提馏段也一样。即：L1=L2=······L=常数L1’=L2’=······L’=常数式中L——精馏段下降液体的摩尔流量，kmol/h;L’——提馏段下降液体的摩尔流量，kmol/h。（下标1、2······表示自上而下的塔板序号。）（2）恒摩尔液流2.精馏段操作线方程（Operatingline）在恒摩尔流假定下，双组分连续精馏的基本计算式为：即进入

5、任一板汽相中轻组分的摩尔流率与离开该板的液相中轻组分的摩尔流率的差值均相等。对精馏段这个差值应等于塔顶产品中轻组分的摩尔流率对控制体作物料衡算有：123nn+1V,y1D,xDL,xDV,yn+1L,xn——精馏段操作线方程回流比:R=L/D泡点回流:V=L+D=(R+1)D——提馏段操作线方程3.提馏段操作线方程（Operatingline）提馏段内，进入任一板的蒸汽相中的轻组分摩尔流率与离开该板的液相中的轻组分摩尔流率的差值均相等。对提馏段这个差值应等于塔底产品中轻组分的摩尔流率对控制体作物料衡算有：V’,yWW,xW

6、L’,xWnn+1L’,xnV’,yn+1提馏操作线：c点：y=x=xW斜率：L’/V’截距：-WxW/V’操作线方程在图上的画法精馏操作线：a点：y=x=xD斜率：R/(R+1)截距：xD/(R+1)xy01.01.0xDabxWcde(1)汽、液两相在板上充分接触混合，塔板上不存在温度差和浓度差(2)离开塔板的汽、液两相达平衡，即离开理论板的两相温度相等，组成互成平衡。实际塔板上气液两相难以达到平衡，且传递过程与物系的性质、操作条件以及塔板结构和安装状况等因素有关，很难简单地确定离开实际塔板的汽、液两相温度和组成关系。

7、设计中，为了避免寻求这种难以确定的关系，一般是首先根据分离任务计算出所需的理论板数，然后再根据所选塔板类型以塔板效率进行修正，从而确定出所需的实际塔板数。1、理论板的概念（Conceptofidealplate）三、精馏塔塔高的设计2、板效率（Plateefficiency）塔板效率（板效率）表征的是实际塔板的分离效果接近理论板的程度。单板效率与全塔板效率是常用的两种表示方法。单板效率Em又称默弗里（Murphree）板效率，可用气相单板效率EmV或液相单板效率EmL表示，其定义分别为xn,yn——离开第n板的液相与汽相的

8、实际组成；yn*,xn*——与离开第n板的液(汽)相组成xn(yn)成平衡的汽(液)相组成；定义式中分子代表经过一块板后组成的实际变化，分母则为将该板视为理论板时的组成变化。单板效率通常由实验测定。3、全塔板效率（Overallefficiency）全塔板效率ET（总板效率）为完成一定分离任务所需的理论