图1-17精馏塔的进料热状况 根据工艺条件和操作要求，精馏塔可以不同的物态进料。如图1-17所示，组成为。的 原料，其进料状态可有以下几种：(1)冷液进料(A点)：(2)饱和液体（泡点）进料(B 点)：(3)汽液混合物进料(C点)：(4)饱和蒸汽（露点）进料(D点)：(5)过热蒸汽 进料(E点)。 图1-18进料热状况对进料板上、下各股流的影响 图1-18定性地表示了不同进料热状态对进料板上下各股流量的影响。从图中看出 对于冷液进料有： L'>L+F v'>F 对于饱和液体进料有：L=L+FP‘=P 对于汽液混合物进料 L<L'<L+R V'<V 对于饱和蒸汽进料 L'=LV=v'+R 对于过热燕汽进料 L'<LV>V'+F 2.进料热状况参数
根据工艺条件和操作要求，精馏塔可以不同的物态进料。如图 1-17 所示，组成为 的 原料，其进料状态可有以下几种：（1）冷液进料（A 点）；（2）饱和液体（泡点）进料（B 点）；（3）汽液混合物进料（C 点）；（4）饱和蒸汽(露点)进料（D 点）；（5）过热蒸汽 进料（E 点）。 图 1-18 定性地表示了不同进料热状态对进料板上下各股流量的影响。从图中看出： 对于冷液进料有： 对于饱和液体进料有： 对于汽液混合物进料 对于饱和蒸汽进料 对于过热蒸汽进料 2. 进料热状况参数
为了定量地分析进料量及其热状况对于精馏操作的影响，现引入进料热状况参数的概 图1-19进料板上的物料衡算与热量衡算 图1-19所示为进料板，对进料板作物料及热量衡算，以单位时间为基准，可得 总物料衡算 R+V'+L=V+L (1-37) 热量衡算 +Viy +LI:=VIy+L'T: (1-38) 由于塔中液体和蒸汽都呈饱和状态，且进料板上、下处的温度及汽液相组成各自都比 较相近，故 及z≈1r 于是式1-38可改写为 Flg+Vly+LI:=Vy+L'lg 或(W-P=-（-01 将式1-37代入上式，可得 (1-39) 令 9名牌动超 原料液的mol汽化潜热 (1-40) 值称为进料的热状况参数。式1-40为进料热状况参数的定义式，由该式可计算各科 进料热状况的g值。 3。进料热状况对操作线方程的影响 由式1-39和式1-40可得 L'=L+oF (1-41) 将式1-37代入式1-41，并整理得 v=v'+a- (1-42)
为了定量地分析进料量及其热状况对于精馏操作的影响，现引入进料热状况参数的概 念。 图 1-19 所示为进料板，对进料板作物料及热量衡算，以单位时间为基准，可得 总物料衡算 (1-37) 热量衡算 (1-38) 由于塔中液体和蒸汽都呈饱和状态，且进料板上、下处的温度及汽液相组成各自都比 较相近，故 ≈ 及 ≈ 于是式 1-38 可改写为 或 将式 1-37 代入上式，可得 (1-39) 令 (1-40) q 值称为进料的热状况参数。式 1-40 为进料热状况参数的定义式，由该式可计算各种 进料热状况的 q 值。 3. 进料热状况对操作线方程的影响 由式 1-39 和式 1-40 可得 (1-41) 将式 1-37 代入式 1-41，并整理得 (1-42)
式1-41和式1-42表示在精馏塔内精馏段和提馏段的汽液相流量及进料热状况参数之 间的基本关系。将式1-41代入式1-36，则提馏段操作线方程可改写为 11+9-w29p-0n (1-43 根据g的定义，可得 冷液进料 9>1 饱和液体（泡点）进料 q=1 汽液混合物进料 0<g<1 饱和蒸汽（露点）进料 9=0 过热蒸汽进料 q<0 在实际生产中，以接近泡点的冷进料和泡点进料者居多。 例1-4在连续精馏塔中分离某理想二元混合物。己知原料液流量为100kmol/h,组成 为0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料，馏出液组成为0.98，回流比为 2.6。若要求易挥发组分回收率为96%，试计算： (1)釜残液的摩尔流量： (2)提馏段操作线方程。 解：(1)釜残液的摩尔流量矿 品0m%6% 解得D=488ko1/h 由=D+ 解得B=512koln (2)提馏段操作线方程 7=(R+DD=2.6+0xg98=17631/h L=RD=2.6×48.8=12735km01/A 饱和蒸汽进料，0 L'=L+gF=127 35 kmol/h =+g-0R=163-10=7633k01/h 由？=DrD+肠
式 1-41 和式 1-42 表示在精馏塔内精馏段和提馏段的汽液相流量及进料热状况参数之 间的基本关系。将式 1-41 代入式 1-36，则提馏段操作线方程可改写为 (1-43) 根据 q 的定义，可得 冷液进料 饱和液体（泡点）进料 q=1 汽液混合物进料 饱和蒸汽（露点）进料 q =0 过热蒸汽进料 q <0 在实际生产中，以接近泡点的冷进料和泡点进料者居多。 例 1-4 在连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量为 100kmol/h，组成 为 0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同），饱和蒸汽进料，馏出液组成为 0.98，回流比为 2.6。若要求易挥发组分回收率为 96%，试计算： (1) 釜残液的摩尔流量； (2) 提馏段操作线方程。 解： (1) 釜残液的摩尔流量 由 解得 kmol/h 由 解得 kmol/h (2) 提馏段操作线方程 kmol/h kmol/h 饱和蒸汽进料，q=0 kmol/h kmol/h 由
有：2：四05急00婴0 5102 贸8器0m1像0 分析：求解本题的关健是熟练掌握总物料衡算式和操作线方程。 例1-5在常压操作的连续精馏塔中分离含苯0.46（易挥发组分摩尔分率）的苯一甲 苯二元混合物。己知原料液的泡点为92.5℃，苯的汽化潜热为390kJ/kg,甲苯的汽化潜热 为361kJ/kg。试求以下各种进料热状况下的q值。 (1)进料温度为20℃： (2)饱和液体进料： (3)饱和蒸汽进料。 解：(1)原料液的平均汽化潜热为 =046x390×78+0,34×361×92=319276gJ/k0l 进料温度为20℃，泡点为92.5℃，放平均温度为 m:5(20+92.)=5625 ℃ 从手册中查得在56.25℃时，苯的比热容为1.81kJ/(kg·℃)，甲苯的比热容为 L.82kJ/kg·C),故原料液的平均比热容为 C0=046×1.81×78+0.54×182×92=155.4 kJ/(kmol·C) q值可由定义式1-40计算，即 g多路功 (2)饱和液体进料，依定义 g-1 (3)饱和蒸汽进料，依定义 9=0 分析：求解本题的关键是熟练掌握进料热状况的概念和进料热状况参数9的定义。 应完成的习题
得 由 分析：求解本题的关键是熟练掌握总物料衡算式和操作线方程。 例 1-5 在常压操作的连续精馏塔中分离含苯 0.46（易挥发组分摩尔分率）的苯—甲 苯二元混合物。已知原料液的泡点为 92.5℃，苯的汽化潜热为 390kJ/kg，甲苯的汽化潜热 为 361kJ/kg。试求以下各种进料热状况下的 q 值。 （1）进料温度为 20℃； （2）饱和液体进料； （3）饱和蒸汽进料。 解：（1）原料液的平均汽化潜热为 kJ/kmol 进料温度为 20℃,泡点为 92.5℃，故平均温度为 ℃ 从手册中查得在 56.25℃时，苯的比热容为 1.81 kJ/(kg·℃)，甲苯的比热容为 1.82kJ/(kg·℃)，故原料液的平均比热容为 kJ/(kmol·℃) q 值可由定义式 1-40 计算，即 （2）饱和液体进料，依定义 （3）饱和蒸汽进料，依定义 分析：求解本题的关键是熟练掌握进料热状况的概念和进料热状况参数 的定义。 应完成的习题
1-4在连续洁瘤塔中分离某理想二元混合液。已知原料液流量为100kg/几，组成为0.5 (易挥发组分的摩尔分率，下同)，若要求釜液组成不大于0.05，馏出液回收率为95%。试 求馏出液的流量和组成。 1-5在连续精馏塔中分离含甲醇0.45（摩尔分率，下同）的甲醇-一水溶液，其流量为 100kmol/h,要求馏出液中甲醇的含量为0.96，釜液中甲醇的含量为0.03，回流比为2.6。 试求： (1)馏出液的流量： (2)饱和液体进料时，精馏段和提馏段的操作线方程。 1-6在连续精馏操作中，已知加料量为100kol/h,其中汽、液各半，精馏段和提馏段 的操作线方程分别为 y=0.75x+0.24 及y=1.25x-0.0125 试求操作回流比，原料液的组成、馏出液的流量及组成。 精馏过程的计算可分为设计型计算和操作型计算两类。本知识点重点讨论板式精馏塔 的设计型计算问题，其主要内容包括：(1)确定产品的流量或组成：（②）确定精馏塔的理 论板层数和适宜的加料位置：（③）确定适宜的操作回流比：(4)计算冷凝器、再沸器的热负 荷等。 1-5两组分连续精馏的计算（Ⅱ） 理论板层数的计算与回流比的影响 学习目的 通过本知识点的学习，应掌握理论板层数的求解方法，掌握全回流和最小回流比的概念、 最小回流比的计算方法，掌握回流比对求解理论板层数的影响。 一、理论板层数的计算 (一)逐板计算法 逐板计算法通常从塔顶开始，计算过程中依次使用平衡方程和操作线方程，逐板进行 计算，直至满足分离要求为止
1-4 在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。已知原料液流量为 100 kg/h，组成为 0.5 （易挥发组分的摩尔分率，下同），若要求釜液组成不大于 0.05，馏出液回收率为 95%。试 求馏出液的流量和组成。 1-5 在连续精馏塔中分离含甲醇 0.45（摩尔分率，下同）的甲醇－水溶液，其流量为 100kmol/h，要求馏出液中甲醇的含量为 0.96，釜液中甲醇的含量为 0.03，回流比为 2.6。 试求： （1）馏出液的流量； （2）饱和液体进料时，精馏段和提馏段的操作线方程。 1-6 在连续精馏操作中，已知加料量为 100kmol/h，其中汽、液各半，精馏段和提馏段 的操作线方程分别为 y=0.75x+0.24 及 y=1.25x-0.0125 试求操作回流比，原料液的组成、馏出液的流量及组成。 精馏过程的计算可分为设计型计算和操作型计算两类。本知识点重点讨论板式精馏塔 的设计型计算问题，其主要内容包括： (1) 确定产品的流量或组成；(2) 确定精馏塔的理 论板层数和适宜的加料位置；(3) 确定适宜的操作回流比；(4) 计算冷凝器、再沸器的热负 荷等。 1-5 两组分连续精馏的计算（Ⅱ） 理论板层数的计算与回流比的影响 学习目的 通过本知识点的学习，应掌握理论板层数的求解方法，掌握全回流和最小回流比的概念、 最小回流比的计算方法，掌握回流比对求解理论板层数的影响。 一、理论板层数的计算 （一）逐板计算法 逐板计算法通常从塔顶开始，计算过程中依次使用平衡方程和操作线方程，逐板进行 计算，直至满足分离要求为止