37 第九章 液体精馏6.pptx

第1页：第六节双组分精馏的操作型计算

第六节双组分精馏的操作型计算

一、精馏过程的操作型计算1、操作型计算的命题在设备塔一定的条件下，即：NT一定，加料板位置也一定。

由指定的操作条件来预测精馏操作的结果。

已知量：总N，加料位置、相平衡关系、Xf、q、D/F（W/F）采出率、操作时R可调节。

待求：XD、XW及各板的组成分布。

第2页：设计型计算

设计型计算

对设计型计算，要选择条件，而对精馏操作型计算，有唯一的解，但由于非线性关系多，一般需要试差求接。

试差求接有两种解法：数学解法和图解法另外操作型计算还有一个特点，加料位置一般不为最优位置。

下面通过调节回流比R和改变进料组成xF这两种方法来说明操作型计算的方法。

2、调节回流比R增加，精馏段斜率[R/（R+1）=1/（1+1/R）]增加，提馏段斜率减小，在全塔理论板数一定的条件下，馏出液组成XD比有所增加，而XW减小.

第3页：设计型计算（续）

设计型计算（续）

R↑对xD,xW的影响R↑结论：xD↑,xW↓

第4页：物料衡算

物料衡算

数学方法：先假定一个XW，由物料衡算得DFDx−x′(1−DF)fWx′=(DFxD−xWxf−xW=)’由XD其交替使用精馏段操作方程及相平衡方程：x+R+1R+1y=RxDnnnnx=ynα−(α−1)y

第5页：操作线

操作线

y1=xDxn=f(yn)1x2y∮wn=x−xR+qFDFD−1(R+1)−(1−q)FD(R+1)−(1−q)FDyn+1操作线进行m次计算，直至算出离开加料板液体的组成，跨过加料板后，操作线换为提馏段操作线方程:xn=f(yn)逐板计算直至最后一块理论板的液体组成XN。

比较XN和Xw’的接近程度，否则重新假设XN。

第6页：回流比

回流比

图解法:假设一个回流比,做出操作线图.化阶梯确定N及Nm.只有在R变到合适的位置时化出的N及Nm与已知的相符才行注意:在馏出液流率D/F规定的条件下,R增大来提高XD的方法不是总有效,因为:A、XD的提高受全塔物衡的限制，根据物衡当XW=0时，Fxf=DxD，即：=1η=DxDDx=FxmaxfFxfB、全回流时趋近于R⇒∞操作线为对角线，xD只能xDmax

第7页：不能任意增

不能任意增

C、A冷，A加热一定时，不能任意增加R，因为R的↑意味着V↑，V↑。

Q釜，Q顶受A的限制

第8页：精馏塔

精馏塔

在一个操作中的精馏塔，Xf减小，同一回流比R及塔板数下，塔顶馏出液组成XD将降为XD。

XW降为XW‘’3、进料组成的影响xF↓对xD,xW的影响

第9页：物料衡算

物料衡算

‘计算时，假定XD，根据物料衡算式：FxD−xw−xwD=xfwx′再用逐板法算，直至算出XW判断与XW的接近程度进料组成变动，要维持XD不变，一般是增大R或减少采出量D/F。

′xw

第10页：加料板位置上移结论

加料板位置上移结论

4、加料板位置上移结论：xD↓,xW↑加料板位置↑对xD, xW的影响

第11页：加料板位置上移结论（续）

加料板位置上移结论（续）

5、q↑,R不变，D不变，V↑结论：xD↑,xW↓q↑对xD,xW的影响

第12页：精馏塔

精馏塔

２、一个正常操作的精馏塔，泡点进料，塔顶塔底产品均合乎要求，由于某种原因，xF↓。

问：（1）此时产品组成将有何变化？

（2）若维持xD不变，可采用哪些措施，并比较这些方法的优缺点？

第13页：二、精馏塔的温度分布和灵敏板

二、精馏塔的温度分布和灵敏板

1、精馏塔温度分布t=f(P总，x）精馏塔内形成温度分布（底顶）塔顶塔底塔板序号温度t图9-45

第14页：塔板压强降所占比重较

塔板压强降所占比重较

在常压和加压精馏中，各板的总压变化不大，形成塔分布的主要原因是各板组成不同。

在减压精馏中，塔板压强降所占比重较大，所以组成的不同和每块板总压的不同是温度分布的主要原因。

第15页：精馏塔

精馏塔

2、灵敏板一个正常操作的精馏塔当受到外界某一因素干扰的时，（如：R、Xf的波动）全塔各板的组成发生变动，全塔的温度分布也要发生相应的变化。

因此用测量温度的方法来预测各板组成的变化，在总压一定下，塔顶温度就能直接反映馏出液组成。

在高纯度的分离中，在塔顶（或塔底）相当高的一个塔段中温度变化很小，但组成变化很大，如图

第16页：精馏塔

精馏塔

在这种情况下，不能用测温的方法控制和预测馏出液的质量。

塔底塔板序号温度t塔顶对外界干扰因素最灵敏的塔板称之为灵敏板。

将感温元件安装在这块板上，可比较早发现精馏塔所受到的干扰。

以便及时进行调节。

结论：高纯度分离时一般不能用测量塔顶温度的方法控制馏出液的质量。