《化工原理》课程教学资源（知识点讲解）7.5.2精馏操作线和进料方程

操作线方程表达从任一塔板下降的液相组Vi成x，及由其下一层板上升的蒸DL,Xp气组成yn+之间关系的方程。XD精馏段操作线方程对控制体作物料衡算有：VXnJn+1V=L+D.V y n+i= Lx, + DxD回流比：R=L/DRDt1XDn+1R+1R+1V泡点回流：V=L+D=(R+1)D一定操作条件下，精馏段内第n层下降的液相组成x，与第n+1层上升的汽相组成yn+之间的关系。该方程为一直线，其斜率为R/R+1)，截距为xp/R+1)GLL

操作线方程 对控制体作物料衡算有： 回流比: R=L/D 泡点回流: V=L+D=(R+1)D V L yn+1 xn D 1 xD 2 n V y1 L, xD 表达从任一塔板下降的液相组 成xn 及由其下一层板上升的蒸 气组成 yn+1之间关系的方程。 精馏段操作线方程 V = L + D V y n+1= Lxn + DxD n 1 n xD V D x V L y    1 1 1      R x x R R y D n n 一定操作条件下，精馏段内第n层下降的液相组成xn与第n+1 层上升的汽相组成yn+1之间的关系。 该方程为一直线，其斜率为R/(R+1)，截距为xD /(R+1) 。 GLL

提馏段操作线方程对控制体作物料衡算有：L'=V'+W第n板L'xm =Vym+1 +WxuV'1m+1L'WXY m+1mV'第m+1板斜率截距L'WWYm+1XXwmL'-WL'-W在定态连续操作过程中，W，xw为定值，同时由恒摩尔流假设可知，L，和V为常数，故提罐段操作线方程亦为直线。GLL

对控制体作物料衡算有： D xD V’ L’ ym+1 xm 第n板 F xF 第m+1板 W xW 提馏段操作线方程 在定态连续操作过程中，W， xW 为定值，同时由恒摩尔流 假设可知，L’ 和 V’为常数，故提馏段操作线方程亦为直线。 x W L W W x L W L y       m1  m m 1 m x W V W x V L y       m m Wxw L x V y 1  L V W 斜率 截距 GLL

操作线方程在x-v图上的体现y1.0RXDa+Yn+1XnR+1R+1L'Wxwxm+1-yqmTdV'V!5精馏操作线：XDa点：y=x=XDR+1C斜率：R/(R+1)/截距：Xp/(R+1)x1xwXqXp 1.0Wxw提馏操作线：V!c点：y=x=xweRx+qXDyq斜率：L'/VR+q截距：-Wxw/V"交点d坐标：(R+1)x +(q-1)xpXR+q

提馏操作线： c点：y =x= xW 斜率：L’/V’ 截距：-WxW /V’ 操作线方程在 x-y 图上的体现 精馏操作线： a点：y =x= xD 斜率：R/(R+1) 截距：xD /(R+1) 1 1 1      R x x R R y D n n ' ' ' 1 V Wx x V L y W m  m  x y 0 1.0 1.0 xD a b xW c d e R  1 xD V WxW   交点d 坐标： R q R x q x x R q Rx qx y F D q F D q         ( 1) ( 1) xq yq

进料热状态对塔内摩尔流率的影响及g线方程因有物料自塔外引入，流经加料板的汽液两相摩尔流率将随加料的热状态而变化。变量增多使得该板计算所需相关方程数增加，其基本计算式：三个衡算式和一个相平衡关系式V,ym,lL,Xm-1,加料加料板F,IF,XF第m板V',ym+1,lvL',xmIL设第m块板为加料板，进、出该板各股的摩尔流率、组成与热烩可由物料衡算与热量衡算得出GLL

因有物料自塔外引入，流经加料板的汽液两相摩尔流率将随 加料的热状态而变化。变量增多使得该板计算所需相关方程 数增加，其基本计算式：三个衡算式和一个相平衡关系式 设第 m 块板为加料板，进、出该板各股的摩尔流率、组成 与热焓可由物料衡算与热量衡算得出 第m 板 V, ym , IV L, xm-1 ,IL L’, xm ,I V’, ym+1 L’ ,IV’ 加料板 加料 F,IF , xF 进料热状态对塔内摩尔流率的影响及 q 线方程 GLL

V,ym,IyL,Xm-1,I当液汽呈饱和状态且相邻板的温度及组加料成相差不大时加料板FIF,XF第m板Iv~ IyI~ILV',ym+1,IvL,xm,lr总物料衡算F+L+V'=L+VFx + Lxm-1 +V'ym+1 = L'xm +y轻组分物料衡算热量衡算FIF + LI, +VIv. = L'I.+VIL'-LI-IFI, -IGLL

F  LV' L'V F m m L xm Vym Fx  Lx 1 V' y 1  '  总物料衡算 轻组分物料衡算 热量衡算 L L V V I I I I     当液汽呈饱和状态， 且相邻板的温度及组 成相差不大时 第m 板 V, ym , IV L, xm-1 ,IL L’, xm ,I V’, ym+1 L’ ,IV’ 加料板 加料 F,IF , xF F L V L VIV FI  LI VI   LI   V L V F I I I I F L L      GLL