1、第九章 蒸 馏,9.5 两组分连续精馏的计算,9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算,一、直接蒸汽加热,物系在低浓度下的相对挥发度较大，无精馏 段也可达到希望的馏出液组成,1.提馏塔的特点及应用背景,提馏塔的应用背景,塔顶进料，塔顶馏出物全部采出，无回流,提馏塔的特点,只有提馏段，而没有精馏段,回收稀溶液中的轻组分,二、提 馏 塔,提馏塔装置示意图,正丁醇水物系分离的双塔流程示意图,提馏塔,2.提馏塔的理论板层数的计算,提馏塔的操作线方程与一般精馏塔的提馏段操作线方程相同。,二、提 馏 塔,对于泡点进料,操作线方程为,二、提 馏 塔,xD,a,b,xW,c,xF,e,f,d,1,2,3,4,
2、提馏塔理论板层数的图解法,三、塔顶采用分凝器,精馏塔的上升蒸气先进入分凝器，在分凝器中蒸气部分冷凝，冷凝液作为回流返回塔内，未被冷凝的蒸气进入全凝器，在全凝器中被全部冷凝，冷凝液作为产品采出。通过调整分凝器中冷却介质的流量或进口温度，即可调整精馏塔的回流比。,塔顶采用 分凝器的 精馏装置,1精馏塔,2分凝器,3全凝器,y1xD（ yL=xD）,yL与 xL平衡关系,y1与 xL操作关系 操作线方程,四、多侧线的精馏塔,在工业生产中，时常会遇到所分离的原料液组成不同或所需的产品组成不同，此种情况需要采用多侧线的精馏塔。,多侧线进料,多侧线出料,多侧线的精馏塔,1.多侧线进料,分离组分相同而浓度不
3、同原料液，则应在不同塔板位置上设置相应进料口多侧线进料。,两股进料的精馏塔,四、多侧线的精馏塔,精馏段,提馏段,中间段,总物料衡算,易挥发组分衡算,操作线方程,中间段,四、多侧线的精馏塔,各段间气、液负荷的关系,四、多侧线的精馏塔,四、多侧线的精馏塔,两股进料的精馏塔 最小回流比的确定,由ab线斜率求 Rmin1,由ck线斜率求 Rmin2,选则较大者作为 Rmin,两股进料的精馏塔理论板的图解,NT=17 （包括再沸器） NF1=5 （包括再沸器） NF2=9,2.多侧线出料,为了获得不同规格的精馏产品，则可根据所要求的产品组成在塔的不同位置上开设侧线出料口多侧线出料。,四、多侧线的精馏塔,
4、有侧线采出的精馏塔,精馏段,提馏段,中间段,总物料衡算,易挥发组分衡算,操作线方程,中间段,四、多侧线的精馏塔,有侧线采出精馏塔的操作线,五、非理想物系,对于非理想物系，其理论板的求解方法与理想物系相同，但气液平衡关系需按非理想物系计算。,理想物系,故,气液平衡常数,非理想物系 气相理想，液相非理想,故,五、非理想物系,活度 系数,活度系数计算方法,范拉方程,威尔逊方程,NRTL方程,UNIQUAC方程,UNIFAC方程,五、非理想物系,非理想物系气相非理想，液相非理想,故,五、非理想物系,逸度 系数,逸度系数计算方法,范德华方程,维理方程,RK方程,BWR方程,对应状态原理法,五、非理想物系
5、,六、非气液恒摩尔流,对于气液恒摩尔流，需求解方程,物料衡算方程（M方程）,平衡方程（E方程）,加和方程（S方程）,EMS方程组,对于气液非恒摩尔流，需求解方程,物料衡算方程（M方程）,平衡方程（E方程）,热量衡算方程（H方程）,EMHS方程组,加和方程（S方程）,课外资料：精馏模拟计算常用软件包,采用不同的方法，求解MEHS方程组。在软件包中存储了常见物系的物性参数及气液平衡数据，对缺乏数据的物系，可通过软件包内的计算模块，求出相关的参数。给定相应的设计参数，通过模拟计算，即可获得所需的理论板层数；进料板位置；各层理论板气液相负荷、气液相密度与粘度；各层理论板的温度与压力等。,ASPEN软件
6、包,PRECESS软件包,第九章 蒸 馏,9.5 两组分连续精馏的计算,9.5.6 几种特殊情况理论板层数的计算,9.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能,一、连续精馏装置的热量衡算,冷凝器的 热量衡算,kJ/h,冷凝器的 热负荷,以单位时间为基准，对冷凝器热量衡算（忽略热损失）,1. 冷凝器的热负荷及冷却介质消耗量,冷却介质消耗量,由,则,kg/h,故,汽化热,一、连续精馏装置的热量衡算,再沸器的 热量衡算,以单位时间为基准，对再沸器热量衡算,kJ/h,再沸器的 热负荷,一、连续精馏装置的热量衡算,2. 再沸器的热负荷及加热介质消耗量,由,设,则,故,汽化热,一、连续精馏装置的热量衡算,再沸器热损失,加热介质消耗量,饱和蒸汽加热,QL = (0.20.3) QB,kg/h,加热蒸汽 的汽化热,一、连续精馏装置的热量衡算,练 习 题 目,思考题,作业题: 12、13,1.对于采用分凝器的精馏塔，在计算理论板时应 注意哪些事项？ 2.多侧线的精馏塔与无侧线的精馏塔在计算上有 何不同？ 3.何为冷凝器和再沸器的热负荷，如何计算？,
