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《最新化工原理下理论板计算逐板图解专业知识讲座》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1.逐板计算法N=n+m–1(包括塔釜)(对于泡点进料)1
1不同形式冷凝器的区别全凝器泡点回流,回流液L与馏出液D的温度及组成都相等。分凝器泡点回流,回流液L与馏出液D的组成和温度都不相等,分凝器相当于一块理论板。冷凝冷却器冷液回流,回流液L外与馏出液D的组成相等,精馏段的内的液流量L大于L外。2
2为什么再沸器或分凝器相当于一块理论板?因为离开分凝器(或再沸器)的气液两相的组成不相等,分凝器(或再沸器)起了分离作用;离开分凝器(或再沸器)的气液两相是平衡的。采用分凝器有什么作用?一是为了得到气相产品(在生产流程中常作为下一个设备的气相进料);二是为了除去比塔顶产品沸点低的组分,此时塔顶产品就应是经分凝器后的液相产品。此外,采用分凝器还可合理利用热能。3
3二、梯级图解法梯级图解法又称麦克布—蒂利法,简称M—T法。1)操作线的作法2.图解法4
4精馏段操作线方程特点直线:过点(xD,xD)、截踞xD/(R+1)的直线xD/(R+1)xDyx
5提馏段操作线方程特点直线:过点(xW,xW)、截踞WxW/(L’-W)xW
6xDabxWcd精馏塔的操作线g7
7提馏段操作线的截距数值很小,因此提馏段操作线不易准确作出,且这种作图法不能直接反映进料热状况的影响。二、梯级图解法8
8q线方程精馏段操作线方程Vy=Lx+DxD(1)提馏段操作线方程V’y=L’x-WxW(2)(2)-(1)(V’-V)y=(L’-L)x-(WxW+DxD)V’=V+(q–1)FL’=L+qFWxW+DxD=FxF(q–1)Fy=qFx-FxFq线的意义精馏段操作线与提馏段操作线的交点轨迹q线方程9
9q线的作法1、冷液进料q>12、泡点进料q=13、气液进料1>q>04、露点进料q=05、过热蒸气q<0当xF不变,q增大,则q线顺时针旋转。
10提馏段操作线作图由精馏段操作线和q线的交点得提馏段操作线上的另一点。
11操作线的作法xDabxWcxFe截距斜率fd12
12步骤:1.画相平衡线2.画操作线;3.作阶梯。2.图解法(M-T法)
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141.全回流和最少理论板层数(1)全回流的概念若上升至塔顶的蒸气经全凝器冷凝后,冷凝液全部回流到塔内,该回流方式称为全回流。全回流精馏的开工阶段。一、全回流和最小回流比全回流的应用1.5.5回流比的影响及其选择15
15操作线的斜率和截距分别为全回流操作时不向塔内进料,也不从塔内取出产品,全塔无精馏段和提馏段之区分,两段的操作线合二为一。操作线与对角线重合,操作线方程为一、全回流和最小回流比16
16(2)最少理论板层数一、全回流和最小回流比xDxWxF回流比与理论板层数的关系R越大NT越少R1R2R3
17回流比愈大,完成一定的分离任务所需的理论板层数愈少。当回流比为无限大,两操作线与对角线重合,此时,操作线距平衡线最远,气液两相间的传质推动力最大,因此所需理论板层数最少,以Nmin表示。一、全回流和最小回流比18
18全回流的理论板数求法1)图解法在平衡线和对角线之间作阶梯。2)芬斯克公式
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20芬斯克公式的使用范围:1.全回流2.全凝器3.相对挥发度变化不大计算精馏段的最少理论塔板数及加料板位置:芬斯克公式
21xDxWxFR1R2夹紧区夹紧点斜率xqyqg2.最小回流比一、全回流和最小回流比22
22(1)最小回流比的概念对于一定分离任务,减小操作回流比,两操作线向平衡线靠近,所需理论板层数增多。当回流比减小到某一数值,两操作线的交点d落到平衡线上时,若在平衡线与操作线之间绘阶梯,将需要无穷多阶梯才能到达点d,相应的回流比即为最小回流比,以Rmin表示。一、全回流和最小回流比23
23(2)求最小回流比的方法:1)作图法对于非理想物系,xq,yq的确定有所不同
24特殊平衡关系下的Rmin
25非正常平衡曲线最小回流比的求法一、全回流和最小回流比26
262)解析法 对于相对挥发度为常数的情况
27思考在设计精馏装置时,回流比的选择在哪些方面对设备费和操作费有什么影响?请具体分析。3.适宜回流比
28回流比与理论板数的关系NNminRminR
29连续精馏装置的热量衡算冷凝器(全凝)
30连续精馏装置的热量衡算再沸器
31设计中回流比的选择对设备费和操作费的影响前提:F、xF,,q,xD,xW不变
32适宜回流比的选择统计表明,实际生产中的操作回流比以下列范围使用较多:
33思考题作业题:8、9、101.进料量对理论板层数有无影响,为什么?2.全回流操作的特点是什么,有何实际意义?3.回流比如何计算,对理论板层数有何影响?练习题目34