第四节精馏过程的数学描述—双组分连续精馏塔计算 由于精馏是连续定态操作,故适于大规模生产,工业上以精馏为主 精馏塔的计算分为1。设计型计算:按工艺分离要求,计算所需的塔板数; 2.操作型计算:已知设备条件,由指定操作条件予测分离结果。 全塔物料衡算-指塔顶产物,塔底产物和料液之间的关系,受全塔物料衡算的约 束,而与设备内的汽液两相接触方式无关。 连续定态操作,输入量-输出量 D F=D+ xF FxF=Dxp +Wxw 塔顶回收验、Dp×100% X. 塔底回收率 塔顶产率(采出率) F x-x 塔底产率(采出率) w xp -xE F 二、精馏过程基本假定 1。理论板概念——塔板上传质过程的简化 —指离开的蒸汽和液体成平衡的塔板。 理论板是衡量实际塔板分离效果的最高标准。 2.恒摩尔流假定-塔板上热量衡算方程的简化
11 第四节 精馏过程的数学描述——双组分连续精馏塔计算 由于精馏是连续定态操作，故适于大规模生产，工业上以精馏为主。 精馏塔的计算分为 1。设计型计算：按工艺分离要求，计算所需的塔板数； 2．操作型计算：已知设备条件，由指定操作条件予测分离结果。 一、全塔物料衡算----指塔顶产物，塔底产物和料液之间的关系，受全塔物料衡算的约 束，而与设备内的汽液两相接触方式无关。 连续定态操作，输入量=输出量 F=D+W FxF = DxD +WxW 塔顶回收率= 100% F D Fx Dx 塔底回收率= 100% F W Fx Wx 塔顶产率（采出率） D w F w x x x x F D − − = 塔底产率（采出率） D w D F x x x x F W − − = 二、精馏过程基本假定 1。理论板概念——塔板上传质过程的简化 ——指离开的蒸汽和液体成平衡的塔板。 理论板是衡量实际塔板分离效果的最高标准。 2．恒摩尔流假定----塔板上热量衡算方程的简化 F, xF D, xD W, xW
设:(1)各组分摩尔汽化潜热相同 (2)忽略相邻板间的温度差异 (3)忽略塔的热损失 结论:精馏塔內,除加料板或岀料板外,各段内上升蒸汽和下降液量各自相等 即精馏段内:V1=V2=…=Vn1= L1=L2 提馏段内:=V=…=V= L=L2=…=Ln 精馏塔的数学描述 精馏段操作—探索板间空间x,y的关系 物料衡算=L+D Vym=Lx + Dx 解得 L D L D y L+D L+D 令回流比R=LD 则 yn+IR+l 精馏段操作线在xy相图上,是条过(x,x)点,斜率净R+1,截距为 的直线。前提是分离系统符合恒摩尔流假定。 回流比讨论 (1)增加或减少R,并不意味产品流量的变化;
12 设：（1）各组分摩尔汽化潜热相同； （2）忽略相邻板间的温度差异； （3）忽略塔的热损失。 结论：精馏塔内，除加料板或出料板外，各段内上升蒸汽和下降液量各自相等； 即精馏段内： V1 =V2 ==Vn−1 =V L1 = L2 == Ln−1 = L 提馏段内： ' V1 = V2 = = Vm = V L = L == Lm = L 1 2 三、精馏塔的数学描述 1．精馏段操作——-探索板间空间 x，y 的关系 物料衡算 V=L+D Vyn+1 = Lxn + DxD 解得 n n D n D x L D D x L D L x V D x V L y + + + +1 = + = 令回流比 R=L/D 则 1 1 1 + + + + = R x x R R y D n n 精馏段操作线在 x-y 相图上，是一条过（ D x ， D x ）点，斜率为 R +1 R ，截距为 R +1 xD 的直线。前提是分离系统符合恒摩尔流假定。 回流比讨论： （1） 增加或减少 R，并不意味产品流量的变化； L, xn V, yn+1 1 2 n V D,xD L