化工原理上蒸馏-5.ppt

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1、小结1.理论塔板数的计算：（1）逐板计算法(2)图解法(1)逐板计算法条件：①塔顶蒸气在冷凝器中全部冷凝；②泡点回流………………………………..一直计算到操作线方程改为提馏段操作线方程直到则n为所需的理论板数.例题6.5.1、P38xD=y1→x1y2→x2y3→x3平操作………..xDzFQDWxWN=9(包含釜)（2）图解法：2.影响N的因素分析（1）R：R↑→N↓→塔设备费↓动画示意re（2）q：q↑→N↓。（3）分离要求：xD↑、xW↓→N↑6.5.4进料位置和回流比的选择（1）进料位置的讨论（a）进料位置确定原则：两操作线交

2、点Q所在梯级。实际进料热状态由前一工序决定。R↑,N↓;R↓,N↑q↑,N↓;q↓,N↑分离要求提高，N增加选择R，需要综合设备费，操作费故不宜对分离过程提过高要求小结：（b）Q点为最优进料位置的分析上移或下移均对分离不利，导致N增加。提前进料:滞后进料:（c）关于进料位置的允许范围（d）进料位置对分离的影响(2)回流比的选择说明：R↑→N↓→塔设备费↓re另一方面：→操作费↑同时，再沸器和冷凝器设备费↑，且因塔径↑塔设备费↑。故研究R是一个保证技术要求和保证经济效益的问题。应确定一适宜的回流比。①全回流与最少理论板数概念：R=∞，q

3、nD=0称为全回流。此时qnW=qnD=qnF=0特征：①操作线与对角线重合，yn+1=xn；②塔板分离能力最大；③完成分离任务所需N称为最少理论塔板数，Nmin；应用:开工、科研、设计。最小理论板数的确定:图解法、逐板计算法。a）图解法在平衡线与对角线之间画梯级，直至xn≤xW为止。xDxWNmin=8(包含釜)达到规定的分离要求时对双组分：——Fenske方程②最小回流比a）定义◇回流比减小，两操作线同时向平衡线靠近，所需理论板数增加；◇继续减小至交点Q移至平衡线上时（点Ｅ），则所需的理论板数无穷多；◇对应的回流比称为最小回流比R

4、min。b）计算：设　Ｅ（xe，ye)则也可由精馏段操作线在y轴上的截距yC确定。特殊平衡关系下的Rmin③适宜回流比07.5.5理论塔板数的简捷计算法R、Rmin、NT和Nmin的关系可以用吉利兰(Gilliland)图表示。注意：NT、Nmin均已包括釜。曲线可近似表示为：简捷法具体步骤是：　　（1）根据精馏给定条件计算Rmin；　（2）由Fenske方程及给定条件计算Nmin。（3）计算（4）查得（5）计算计算示例说明：简捷法主要用于对理论塔板数的初估。7.5.7实际塔板数及塔板效率(1)实际塔板数注意：N为塔内理论塔板数（

5、不包括塔釜），实际板数要取整。(2)塔板效率①总板效率ET意义：反映了整个塔分离的综合性能，即为达到某一分离要求，理论上所需塔板数和实际需要塔板数之间的关系。影响ET的因素：a）汽、液两相流体的物理性质；b）操作参数，如温度、压力等；c）塔结构、湍动程度、相际接触面积等。ET的来源：a）经验公式；b）实测数据——来源生产塔或中间试验塔。0.10.40.20.66421.00.10.40.20.61.00.8精馏塔效率关联曲线10总板效率ET②单板效率（Murphree效率）考虑塔板效率时，则完成规定分离要求所需的实际塔板数为：7.5.

6、8精馏操作分析（1）诊断分析步骤①充分调查，收集数据；②应用物料衡算的关系检验精馏塔采出量的合理性。如果采出不合理，就不可能使塔两端产品同时达到要求。③应用热力学原理，如相平衡关系，分析塔内温度、压力、组成等分布的合理性。④应用理论级及塔板效率的基本概念，分析影响分离能力的主要原因。⑤考查塔板的水力学性能，分析影响塔生产能力和分离能力的原因。①塔的一端产品不合格（2）故障诊断首先考虑塔的采出量是否满足物料衡算关系：②塔两端产品不合格a）生产负荷的影响塔的进料流量——处理能力或生产负荷。生产负荷不能超过对应工况下塔的最大生产能力。措施：

7、减少进料量，增大回流比。措施：调整采出量，使之与分离要求相匹配。b）进料条件的影响进料条件包括进料量、组成及热状态。进料热状态的影响：措施：调整进料位置，适当提高回流比。q=10

8、动——生产负荷小时出现，且塔压差持续上升原因：△由于工况改变引起塔内温度变化，导致“淹塔”；△对深冷系统，可能形成“冻堵”；△对易聚合、易结焦的体系，可能造成液流不畅；△刚检修开车时，确认塔内无固体杂物堵塞；△改造后，降