D y22 X 图6-13无回流多次简单蒸馏图 利用前段工序蒸汽冷凝时放出的冷凝潜热,来加热汽化后段工序的液体,就可以省去 (n-1)个加热器和(n-1)个全凝器,进而节省了大量的蒸汽与冷却水,如图6-13所示。但 此时的操作是不稳定的,绝大多数化学工程教科书,虽指出了这一点,但没有充分加以展开。 在图6-13中,对第i釜作物料衡算 由总物料流衡算得:V21=V 由易挥发组分衡算得:Vy-1=Vy ……(b) 众所周知,只有同时满足式(a)和式(b),才可称为稳定操作。我们分两种情况进行分 A.若式(a)成立,即V1=V1c于y2>y1,所以yV>y=V1,即式(b)不能 B.若式(b)成立,即y:V=y1。亦由于y>y1,所以得V<V1,即式(a)不 能成立 据此分析,由于实际中y>y-1,式(a)和式(b)不能同时成立,所以,图6-13的流程 是不稳定操作。 6-14有回流的多次简单蒸馏 倘若在图6-13流程中增加回流,如图6-14所示,则可使操作成为稳定操作
11 图 6-13 无回流多次简单蒸馏图 利用前段工序蒸汽冷凝时放出的冷凝潜热，来加热汽化后段工序的液体，就可以省去 (n −1) 个加热器和 (n −1) 个全凝器，进而节省了大量的蒸汽与冷却水，如图 6-13 所示。但 此时的操作是不稳定的，绝大多数化学工程教科书，虽指出了这一点，但没有充分加以展开。 在图 6-13 中，对第 i 釜作物料衡算： 由总物料流衡算得： Vi−1 =Vi ………………(a) 由易挥发组分衡算得： i 1 i 1 i i V y =V y − − ………………(b) 众所周知，只有同时满足式 (a) 和式 (b) ，才可称为稳定操作。我们分两种情况进行分 析： Ａ．若式 (a) 成立， 1 1 1 1 , i− = i i i− i i i− Vi− 即V V 。由于y y 所以 y V y ，即式 (b) 不能 成立。 Ｂ．若式 (b) 成立， 1 1 1 1 , i i = i− i− i i− Vi Vi− 即y V y V 。亦由于y y 所以得 ，即式 (a) 不 能成立。 据此分析，由于实际中 i i−1 y y ，式 (a) 和式 (b) 不能同时成立，所以，图 6-13 的流程 是不稳定操作。 6-14 有回流的多次简单蒸馏 倘若在图 6-13 流程中增加回流，如图 6-14 所示，则可使操作成为稳定操作
X X X 图6-14有回流多次简单蒸馏图 在图6-14中,对I釜作物料衡算: 总物料流衡算:V1+L+=V+L 易挥发组分衡算:V-y21+L+1x1=Vy+L 只有同时满足式(c)和式(d),才称为稳定操作 A.若V1=V=;L1=L1=L;则式(Cc)成立。将L,V代入式(d)得: L 1+1- 在式(e)中,V和L是常量,有四个变量:y;、y1、x1、x1,只有一个等式约束,则对于 方程(e)有无穷多组解。所以若式(c)成立,则式(d)亦成立。 B.若V1≠V,L1≠L1,则式(c)与式(d)同时成立更是明显的。因为在此方程组 中,共有八个变量:V、V、L、L、y、y、x1、x,却只有两个等式约束,所以 方程组[式(c)、式(d)]有无穷多组解 6-15精馏塔与提馏塔 将图6-14中的一系列蒸馏釜叠加成一个整体,则成为蒸馏塔,每块塔板相当于一个釜
12 图 6-14 有回流多次简单蒸馏图 在图 6-14 中，对 I 釜作物料衡算： 总物料流衡算： . Vi−1 + Li+1 =Vi + Li ……………(c) 易挥发组分衡算： i 1 i 1 i 1 i 1 i i i i V y + L x =V y + L x − − + + ……………(d) 只有同时满足式 (c) 和式 (d) ，才称为稳定操作。 Ａ．若 Vi−1 =Vi =V ; Li+1 = Li = L ；则式 (c) 成立。将 L ，V 代入式 (d) 得： ( ) ( ) i i i i V y − y = L x − x −1 +1 ……………(e) 在式 (e) 中，V 和 L 是常量，有四个变量： i i i i y 、y 、x 、x −1 +1 ，只有一个等式约束，则对于 方程 (e) 有无穷多组解。所以若式 (c) 成立，则式 (d) 亦成立。 Ｂ．若 Vi−1 Vi Li+1 Li , ，则式 (c) 与式 (d) 同时成立更是明显的。因为在此方程组 中，共有八个变量： i−1 i i+1 i i i−1 i i+1 V 、V 、L 、L 、y 、y 、x 、x ，却只有两个等式约束，所以 方程组［式 (c) 、式 (d) ］有无穷多组解。 6-15 精馏塔与提馏塔 将图 6-14 中的一系列蒸馏釜叠加成一个整体，则成为蒸馏塔，每块塔板相当于一个釜