化工原理下册课件第一篇 章 精馏第7次课精馏过程的热量工艺.ppt

一、再沸器热流量QB;三、全塔进行热量衡算;精馏过程是一个能耗高，能量利用率低的过程 降低生产过程中的能耗是降低产品生产成本提高竞争能力的关键之一。;b）适宜进料位置;;②回流比R的影响 回流比R是影响精馏塔分离效果的重要因素，也是影响塔热负荷及操作费用的主要因素。 当D一定时，增大R，使操作线与平衡线距离增大，传质推动力增加，分离效果变好。提高塔顶的产品组成xD和降低塔釜的产品组成xW，提高回收率。 回流比增加，塔内的气液循环量增加，塔釜再沸器和塔顶冷凝器热负荷提高，导致加热剂和冷却剂用量及换热设备面积增大。;③进料热状况和进料组成的影响 当进料状况（xF和q）发生变化时，应适当改变进料位置，精馏塔常设几个进料位置；使进料组成与塔板的气相或液相组成最接近，减少返混，提高塔板分离效率。 对特定的精馏塔，进料组成xF增大或减小，若回流比R、产品量D、W不变，则xD和xw相应地增大或减小。若要维持馏出液或釜液组成不变，则需改变回流比。由此改变塔釜、塔顶换热器热负荷和加热剂及冷却剂的消耗量。;冷液进料，提馏段操作线与平衡线相距增大，传质推动力增加，对指定的分离要求，所需理论板数减少； 定量分析进料的影响，要用试差计算或试差作图法。;二、精馏产品质量控制与调节;*1.6 双组分间歇精馏（少学时不讲）;间歇精馏与连续精馏比较： 相同点：有回流和多块塔板，即进行多次部分汽化和多次部分冷凝的过程；;间歇精馏的特点： ①非稳态过程，操作过程中，蒸馏釜的残液组成、塔内各塔板的组成及温度均随时间和位置变化； ②只有精馏段，没有提馏段；;1.6.2 塔顶馏出液组成恒定的间歇精馏计算 ;（1）计算最小回流比Rmin和确定操作回流比R。;已知某一时刻的回流比R1，如何得到对应的xW1？ ①计算操作线截距xD/(R1+1）值，在x-y图的y轴上定出点b1； ②连接点a（xD，xD）和点b1，得到操作线； ③从a点开始在平衡线和操作线间绘梯级，使其等于给定的理论板层数，最后一个梯级所达到的液相组成即为xW1。 同样方法得到其它回流比Ri下的釜液组成xWi。;已知某一时刻的xW1 ，如何得到对应的R1 ？ 步骤如上，但需试差法。 ①先设定一个R，然后在x-y图上求解理论塔板数； ②若得到的梯级数与给定的理论塔板数相等，则R为所求，否则重设R，直至满足要求。;三*、计算一批操作的汽化量;积分后得到;1.6.3 回流比恒定时的间歇精馏计算 ;（1）计算最小回流比Rmin和确定操作回流比R。 恒回流比间歇精馏时，馏出液组成和釜液组成有对应关系，以操作初态为基准，最初馏出液组成xD1（先设定，必须高于馏出液平均组成），釜液组成xF。;二、一定理论板层数的精馏塔，确定操作过程中瞬间的xD和xW的关系;三、对具有一定理论板层数的精馏塔，确定操作过程中xD（或xW）与釜液量W、馏出液量D间的关系;物料衡算与简单蒸馏相似;1.8 特殊蒸馏;恒沸蒸馏及萃取精馏;1.8.1 恒沸精馏;例如：将苯（挟带剂）加入乙醇－水混合物中形成三组分恒沸混合物，其摩尔组成为苯53.9%，乙醇22.8%，水23.3%，恒沸点为64.85oC。而原双组分恒沸物的沸点为78oC（乙醇的摩尔含量为89％）。;在精馏该恒沸物时，第一塔塔顶为三元恒沸物，塔底为几乎纯的乙醇。三元恒沸物被冷凝，并在分离器中分为两个液相；富苯相作回流液，富水－乙醇相再用两个塔分离，一个用于回收苯，另一个用于除水。;1.8.2 萃取精馏; 当在苯－环己烷溶液中加入第三组分糠醛后，其相对挥发度改变。不同的加入量，溶液相对挥发度的改变值见下表;萃取精馏对加入第三组分的要求;恒沸精馏与萃取精馏的异同点; 【例1-11】精馏塔具有一块实际板，原料预热至泡点，由塔顶连续加入，原料组成xF=0.2（摩尔分率，下同），塔顶易挥发组分回收率为80%，且塔顶组成xD=0.28，系统的平均相对挥发度α=2.5。 假定塔内汽、液摩尔流率恒定，塔釜可视为一块理论板，试求该实际板的板效率。 (与例【1-9】相似）;解题过程;对实际板作物料衡算，由恒摩尔流假设;此题复习平衡线方程、回收率的概念、全塔物料衡算、板效率的计算等 本题的难点：如何求x1和y1*？ x1可以通过对第一板进行物料衡算求得： Fx0+Dy2=Dy1+Fx1 也通过对第二板（加热釜）进行物料衡算求： Fx1=Dy2+WxW; 【例1-12】某混合物在一常压连续精馏塔进行分离。进料中轻组分A含量为0.4(mol分率,下同)流量为100kmol/h，要求塔顶馏出液中含A0.9，A的回收率不低于0.9。泡点进料，取回流比为最小回流比的1.5倍，塔釜间接蒸汽加热。且知系统的相对挥发度为α=2.5。试求