化工原理——蒸馏ppt课件.ppt
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为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第六章第六章 蒸馏蒸馏第一节第一节 双组分溶液的气液相平衡双组分溶液的气液相平衡 第二节第二节 蒸馏与精馏原理蒸馏与精馏原理第三节第三节 双组分连续精馏的计算与分析双组分连续精馏的计算与分析第五节第五节 恒沸精馏与萃取精馏恒沸精馏与萃取精馏第四节第四节 间歇精馏间歇精馏第六节第六节 板式塔板式塔1 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益蒸馏在化工生产中的应用蒸馏在化工生产中的应用• 分离多组分混合物；分离多组分混合物；• 某一组分的提纯；某一组分的提纯；• 有用组分的回收有用组分的回收目的：目的：广泛性：广泛性：• 液体混合物；液体混合物；• 气体混合物；气体混合物；• 固体混合物固体混合物2 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益4 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益蒸馏过程的分离依据蒸馏过程的分离依据依据：依据：蒸馏是利用混合物中各组分挥发性的差蒸馏是利用混合物中各组分挥发性的差 异。
异易挥发组分易挥发组分(或轻组分或轻组分): 挥发性高的组分，以挥发性高的组分，以A表示；表示；难挥发组分难挥发组分(或重组分或重组分): 挥发性低的组分，以挥发性低的组分，以B表示 蒸馏过程蒸馏过程液体混合物液体混合物 加热加热部分汽化部分汽化液相：液相：xA, xB 汽相：汽相：yA, yB 液相液相冷凝冷凝5 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益必有：必有： yA > xA, yB < xB即：即： 蒸馏过程的分类方法蒸馏过程的分类方法 简单蒸馏简单蒸馏按蒸馏方式：按蒸馏方式： 平衡蒸馏平衡蒸馏 精馏精馏 特殊精馏特殊精馏6 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 常压蒸馏常压蒸馏按操作压力：按操作压力： 加压蒸馏加压蒸馏 减压（真空）蒸馏减压（真空）蒸馏间歇蒸馏间歇蒸馏连续蒸馏连续蒸馏按操作方式：按操作方式：普通蒸馏普通蒸馏特殊蒸馏特殊蒸馏按分离难易：按分离难易：按物系的组分数按物系的组分数双组分蒸馏双组分蒸馏多组分蒸馏多组分蒸馏7 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第一节第一节 双组分溶液的气液相平衡双组分溶液的气液相平衡 一、溶液的蒸气压与拉乌尔定律一、溶液的蒸气压与拉乌尔定律 二、理性溶液气液相平衡二、理性溶液气液相平衡三、非理想溶液气液相平衡三、非理想溶液气液相平衡8 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一、溶液的蒸气压与拉乌尔定律一、溶液的蒸气压与拉乌尔定律 密闭容器内，一定温度，纯组分液体的气液密闭容器内，一定温度，纯组分液体的气液两相达到平衡状态，两相达到平衡状态，饱和状态饱和状态。
蒸汽为饱和蒸汽，蒸汽为饱和蒸汽，其压力为其压力为饱和蒸汽压（蒸气压）饱和蒸汽压（蒸气压）Antoine方程：方程：po—纯组分液体的饱和蒸汽压，纯组分液体的饱和蒸汽压，kPaA、、B、、C—纯组分液体的饱和蒸汽压，纯组分液体的饱和蒸汽压，kPa9 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益理想溶液与理想溶液与拉乌尔定律拉乌尔定律拉乌尔定律：在一定温度下，汽相中任一组分的分压拉乌尔定律：在一定温度下，汽相中任一组分的分压 等于此纯组分在该温度下的蒸汽压乘以等于此纯组分在该温度下的蒸汽压乘以 它在溶液中的摩尔分率它在溶液中的摩尔分率理想溶液：微观理想溶液：微观 ：：f fABAB= = f fAAAA= = f fBBBB；； 宏观：体积和不变，无热效应宏观：体积和不变，无热效应p pA A=p=pA Ao ox xA Ap pB B=p=pB Bo ox xB B= p= pB Bo o（（1 1-x-xA A））10 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益pA 、、pB— 溶液上方溶液上方A和和B两组分的平衡分压，两组分的平衡分压，Papao、、pBo — 同温度下，纯组分同温度下，纯组分A和和B的饱和蒸汽压，的饱和蒸汽压，Pa；；xA 、、 xB —分别为混合液组分分别为混合液组分A和和B的摩尔分率的摩尔分率二、二、 理想溶液气液相平衡理想溶液气液相平衡（一）理想溶液（一）理想溶液t ~y ~ x关系式关系式 理想液体理想液体pA=pAoxA pB=pBoxB= pBo（（1-xA））理想气体理想气体11 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益——汽液两相平衡组成间的关系汽液两相平衡组成间的关系——泡点方程泡点方程—露点方程露点方程12 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）（二）t~ y~ x图与图与y~ x图图三个区：液相区，过冷液体三个区：液相区，过冷液体气相区，过热蒸汽气相区，过热蒸汽两相区，气液共存两相区，气液共存两相区特点：两相温度相同两相区特点：两相温度相同 y y > > x x两条线：液相线（泡点线）两条线：液相线（泡点线） 气相线（露点线）气相线（露点线）组成相同，组成相同，t t露点露点>t>t泡点泡点13 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益•对角线对角线y=x为辅助曲线，为辅助曲线，y>x ，，平衡线在对角线之上；平衡线在对角线之上；•x~y线上各点温度不同；线上各点温度不同；•平衡线离对角线越远，平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越挥发性差异越大，物系越易分离。
易分离14 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益压力对压力对t~xA（（yA）图及）图及x~y图的影响图的影响压力增加，平衡线靠近对角线，分离难度大压力增加，平衡线靠近对角线，分离难度大15 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（三）（三） 相对挥发度与理想溶液的相对挥发度与理想溶液的y y－－x x关系关系组分的挥发度组分的挥发度: 是该物质挥发难易程度的标志，是该物质挥发难易程度的标志， 表示pA、、 pB——汽液平衡时，组分汽液平衡时，组分A,B在气相中的分压；在气相中的分压；xA、、xB——汽液平衡时，组分汽液平衡时，组分A,B在液相中的摩尔分率在液相中的摩尔分率 混合液某组分挥发度混合液某组分挥发度:1. 挥发度挥发度纯组分的挥发度：纯组分的挥发度： = pAo16 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益理想溶液则理想溶液则:2. 相对挥发度相对挥发度(以以α表示表示) 理想气体：理想气体：或：或：一般物系：一般物系：17 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3. 理想溶液的气液相平衡方程式理想溶液的气液相平衡方程式 代入代入——相平衡方程相平衡方程讨论讨论: • αα的物理意义：汽相中两组分组成之比是液相中两的物理意义：汽相中两组分组成之比是液相中两 组分组成组分组成 之比的倍数。
之比的倍数• 其值其值标志着分离的难易程度标志着分离的难易程度18 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益• 若若α=1α=1，，则普通蒸馏方式将无法分离此混合物则普通蒸馏方式将无法分离此混合物• α<1, α<1, 则重新定义轻组分与重组分，使则重新定义轻组分与重组分，使α >1α >1• 平均相对挥发度平均相对挥发度αm三、三、 非理想溶液气液相平衡非理想溶液气液相平衡（一）对拉乌尔定律有正偏差的溶液（一）对拉乌尔定律有正偏差的溶液 （（1）无恒沸点的溶液）无恒沸点的溶液 如甲醇如甲醇-水溶液水溶液pA>pA理理，， pB>pB理理，介于，介于pAo、、pBo 之间19 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（（2）有最低恒沸点的溶液）有最低恒沸点的溶液 如乙醇如乙醇-水水（二）对拉乌尔溶液有负偏差的溶液（二）对拉乌尔溶液有负偏差的溶液 （（1）无恒沸点溶液）无恒沸点溶液 如氯仿如氯仿-苯溶液苯溶液 pA 之间20 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（（2）有最高恒沸点的溶液）有最高恒沸点的溶液 如硝酸如硝酸-水溶液水溶液21 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二节第二节 蒸馏与精馏原理蒸馏与精馏原理二、精馏原理二、精馏原理一、简单蒸馏与平衡蒸馏一、简单蒸馏与平衡蒸馏22 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（一）简单蒸馏（微分蒸馏）（一）简单蒸馏（微分蒸馏）y原料液原料液x蒸气蒸气xD1xD2xD3冷凝器冷凝器特点：间歇、非定态，特点：间歇、非定态，R=0一、简单蒸馏与平衡蒸馏一、简单蒸馏与平衡蒸馏23 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）平衡蒸馏（二）平衡蒸馏特点：特点：1.可连续；可连续；2. 定态；定态；3. 单级分分离离器器塔顶产品塔顶产品yAxA加加热热器器原料液原料液 塔底产品塔底产品 Q减减压压阀阀24 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益二、精馏原理二、精馏原理（一）精馏塔内气液两相的流动、传热与传质（一）精馏塔内气液两相的流动、传热与传质25 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益精馏原理精馏原理：多次部分冷凝、多次部分汽化、液相回流及：多次部分冷凝、多次部分汽化、液相回流及 上升蒸气。 上升蒸气进料板：进料板：原料液进入的那层塔板原料液进入的那层塔板精馏段精馏段：进料板以上的塔段：进料板以上的塔段提馏段：提馏段：进料板以下（包括进料板）的塔段进料板以下（包括进料板）的塔段塔顶冷凝器和塔低再沸器塔顶冷凝器和塔低再沸器26 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益yn-1*xn+1*n+1nn-1tn+1tntn-1xn-1yn+1xnyn（二）塔板上气液两相的传质与传热（二）塔板上气液两相的传质与传热27 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益——两相传热两相传热 ——两相传质两相传质 液相中的易挥发组分部分汽化向气相传递；液相中的易挥发组分部分汽化向气相传递；气相中的难挥发组分部分冷凝向液相传递；气相中的难挥发组分部分冷凝向液相传递；平衡：平衡：离开该级的气液两相温度相等；离开该级的气液两相温度相等；理论级：离开该级的气液两相组成相平衡理论级：离开该级的气液两相组成相平衡28 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益问题：问题：1. 精馏过程的能耗在何处？精馏过程的能耗在何处？2.无液相回流，分离结果如何？无液相回流，分离结果如何？3.无气相回流，分离结果如何？无气相回流，分离结果如何？（三）回流作用（三）回流作用连续精馏的充分必要条件：连续精馏的充分必要条件：最上要有高纯度易挥发组分的液相：最上要有高纯度易挥发组分的液相：液相回流液相回流最下要有高纯度难挥发组分的气相：最下要有高纯度难挥发组分的气相：气相回流气相回流(上升蒸气上升蒸气)29 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第三节第三节 双组分连续精馏的计算与分析双组分连续精馏的计算与分析一、一、 全塔物料衡算全塔物料衡算二、二、 恒摩尔流量的假定恒摩尔流量的假定三、三、 进料热状态参数进料热状态参数q q四、四、 操作线方程与操作线方程与q q线方程线方程五、五、 理论板数的计算理论板数的计算 六、六、 回流比与进料热状态对精馏的影响回流比与进料热状态对精馏的影响九、九、 精馏塔的操作计算精馏塔的操作计算八、八、 理论板数的捷算法计算理论板数的捷算法计算七、七、 塔顶回流比的选择塔顶回流比的选择30 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益设计目标：设计目标：1）根据分离任务，确定产品流量）根据分离任务，确定产品流量D，，W；；2）选择操作条件）选择操作条件R、进料状态；、进料状态；3）确定塔板数及加料位置；）确定塔板数及加料位置；4）选择塔型，确定塔径，塔内结构尺寸，）选择塔型，确定塔径，塔内结构尺寸， 流体力学验算；流体力学验算；5）冷凝器及再沸器热负荷及设计计算。 冷凝器及再沸器热负荷及设计计算31 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一、一、 全塔物料衡算全塔物料衡算单位时间为基准单位时间为基准总物料衡算：总物料衡算：F=D+W易挥发组分物料衡算：易挥发组分物料衡算：FxF=DxD+WxWF、、D、、W：：kmol/sxF、、xD、、xW：：摩尔分数摩尔分数F, xFD, xDW, xW32 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益分离要求的不同形式：分离要求的不同形式：2）组分回收率：）组分回收率：1）） 规定规定xD、、xW二、恒摩尔流量的假定二、恒摩尔流量的假定1.恒摩尔流假定恒摩尔流假定33 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益即：即：V1=V2=……V=常数常数 V1’=V2’=……V’=常数常数 V------精馏段上升蒸汽的摩尔流量，精馏段上升蒸汽的摩尔流量，kmol/h; V’-----提馏段上升蒸汽的摩尔流量，提馏段上升蒸汽的摩尔流量，kmol/h。 （（1）精馏段，每层塔板上升的蒸汽摩尔流量都）精馏段，每层塔板上升的蒸汽摩尔流量都 相等，提馏段也一样相等，提馏段也一样但两段的上升蒸汽的摩尔流量不一定相等但两段的上升蒸汽的摩尔流量不一定相等34 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益即：即：L1=L2= ······ L=常数常数 L1’=L2’= ······ L’=常数常数但两段下降的液体摩尔流量不一定相等但两段下降的液体摩尔流量不一定相等式中：式中：L------精馏段下降液体的摩尔流量，精馏段下降液体的摩尔流量，kmol/h; L’-----提馏段下降液体的摩尔流量，提馏段下降液体的摩尔流量，kmol/h2）精馏段内，每层塔板下降的液体摩尔流量）精馏段内，每层塔板下降的液体摩尔流量 都相等，提馏段也一样都相等，提馏段也一样35 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.恒摩尔流假设适用条件恒摩尔流假设适用条件• 两组分的摩尔汽化潜热相等；两组分的摩尔汽化潜热相等；• 两相接触因温度不同交换的显热忽略不计；两相接触因温度不同交换的显热忽略不计；• 塔设备保温良好，热损失可以忽略不计。 塔设备保温良好，热损失可以忽略不计36 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益三、三、 进料热状态参数进料热状态参数q过冷液体过冷液体P饱和液体饱和液体C汽液混合物汽液混合物G饱和蒸汽饱和蒸汽D过热蒸汽过热蒸汽HH37 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益FLV’L’V冷液进料冷液进料泡点进料泡点进料FLV’L’VFqF(1-q)FLV’L’V汽液混合进料汽液混合进料38 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益FLV’L’V过热蒸汽进料过热蒸汽进料FLV’L’V饱和蒸汽进料饱和蒸汽进料39 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（一）精馏段操作线方程（一）精馏段操作线方程总物料衡算：总物料衡算：V=L+D易挥发组分的物料衡算：易挥发组分的物料衡算：Vyn+1=Lxn+DxD精馏段的操作线方程精馏段的操作线方程四、四、 操作线方程与操作线方程与q q线方程线方程40 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益令令R=L/D，，R称为称为回流比回流比 精馏段的操作线方程精馏段的操作线方程（二）提馏段操作线方程（二）提馏段操作线方程总物料衡算：总物料衡算：易挥发组分：易挥发组分：精馏段的操作线方程精馏段的操作线方程41 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益——塔釜的气相回流比塔釜的气相回流比42 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（三）塔釜气相回流比（三）塔釜气相回流比R’与塔顶液相回流比与塔顶液相回流比R及进料热及进料热 状态参数状态参数q的关系的关系43 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（四）（四） 操作线的绘制与操作线的绘制与q q线方程线方程1.精馏段操作线精馏段操作线斜率斜率:截距截距:yxxD操作线为过点（操作线为过点（xD，， xD ））44 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益xW 过点（过点（xW，， xW ））斜率斜率截距截距:yxxDxFDIf2.提馏段操作线提馏段操作线FW3.两操作线交点坐标与两操作线交点坐标与q线方程线方程45 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益两操作线两操作线交点坐标交点坐标q线方程线方程46 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益L与与L’(1) 冷液冷液 q>1(2) 饱和液体饱和液体 q＝＝1(3) 气液混合气液混合 0 48 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益五、五、 理论板数计算理论板数计算 （一）理论板数的图解法计算（一）理论板数的图解法计算 梯级的物理意义梯级的物理意义理论板上浓度特征：理论板上浓度特征：xn yn相平衡，落到平衡线上相平衡，落到平衡线上某截面浓度特征：某截面浓度特征： xn yn+1操作关系，落到操作线上操作关系，落到操作线上49 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图解法求理论板数图解法求理论板数讨论：讨论：确定最佳进料位置确定最佳进料位置• 最优进料位置：塔内汽相或液相组成与进料组成最优进料位置：塔内汽相或液相组成与进料组成 相等或相近的塔板相等或相近的塔板• 图解法最优进料板：跨越两操作线交点的梯级，图解法最优进料板：跨越两操作线交点的梯级， NT最少50 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益51 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）理论板数的逐板计算法（二）理论板数的逐板计算法全凝器全凝器泡点回流泡点回流泡点进料泡点进料间接蒸汽加热间接蒸汽加热F, xFD, xDW, xWyWm-112nx1x2xnxm-1y2y1ym-1精馏段：精馏段：y1=xD精馏段塔板数：精馏段塔板数：n-1n——平衡关系的次数平衡关系的次数52 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益提馏段：提馏段：平衡关系：平衡关系：操作关系：操作关系：或或提馏段塔板数：提馏段塔板数：m-1(不含再沸器）不含再沸器）53 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益平衡关系：平衡关系：操作关系：操作关系：或或注意：注意：• 塔顶分凝器与冷塔顶分凝器与冷 凝器，分凝器相凝器，分凝器相 当于一块理论板当于一块理论板.精馏段塔板数：精馏段塔板数： n-1-1D, xD=y0Іy1y0x054 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益六、回流比与进料热状态对精馏过程的影响六、回流比与进料热状态对精馏过程的影响QFQDQWQcQ’QvQRQB①①q q一定，一定，R R↑↑R’、、V、、V’、、L、、L’都都↑（一）（一） R、、 q和和R’对冷凝对冷凝器和蒸馏釜的热负荷影响器和蒸馏釜的热负荷影响55 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益③③R’一定，一定，QB一定，一定，QF↑（（q ↓ ））分离任务一定，热进料，减少塔釜负荷分离任务一定，热进料，减少塔釜负荷总输入热量一定，塔釜输入热量多，有利传质传热总输入热量一定，塔釜输入热量多，有利传质传热R ↑, QC↑②②R一定，一定，D、、W、、xD、、xW一定一定QD、、QW一定一定56 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（一）（一） R、、 q和和R’理论板数的影响理论板数的影响①①q q一定，一定，R R↑↑②②R一定，一定，D、、W、、xD、、xW一定，一定，q的影响的影响57 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益D、、F、、xD、、R一定，一定，q 推动力推动力 NT q NT 是以塔釜负荷增加为代价是以塔釜负荷增加为代价58 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益③③R’一定，一定，xF、、xD、、xW一定，一定，q↓↓的影响的影响xWyxxDxFDFWq<0q=00 顶作为回流 D=0，，W=0，，F=0；；两条操作线合二为一，与对角线重合两条操作线合二为一，与对角线重合 N=Nmin • 全回流的特点全回流的特点：：61 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益•全回流时全回流时Nmin：：第第1块块62 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第第1块块 第第2块块第第2块块第第N-1板板 第第N块（再沸器）块（再沸器） 塔顶全凝器塔顶全凝器63 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益——芬斯克公式芬斯克公式(多组分多组分) 适用条件：双组分混合物，塔顶全凝器，塔釜间接加热适用条件：双组分混合物，塔顶全凝器，塔釜间接加热64 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益注意：注意：• Nmin：：包括再沸器；包括再沸器； • xw=xF 全回流的意义全回流的意义:开工、实验研究、设备异常或调试时，开工、实验研究、设备异常或调试时， 便于控制。 便于控制65 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）最小回流比（二）最小回流比Rmin66 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益最小回流比最小回流比对于某一物系，在对于某一物系，在一定的分离任务下一定的分离任务下，所需理论板，所需理论板为无穷多时所对应的回流比为无穷多时所对应的回流比恒浓区（夹紧点）恒浓区（夹紧点） 在在p p点前后气液两相浓度没有变化点前后气液两相浓度没有变化 ，即无增浓作，即无增浓作用所以此区称作恒浓区，用所以此区称作恒浓区，p p点叫夹紧点点叫夹紧点67 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 作图法作图法：：• 理想物系平衡线理想物系平衡线• 非理想物系平衡线非理想物系平衡线最小回流比的计算最小回流比的计算phDFFxqyq68 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益gg69 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（三）适宜回流比（三）适宜回流比R 对操作费用的影响：对操作费用的影响：R 对设备费用的影响：对设备费用的影响：70 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益八、理论板的简捷计算法八、理论板的简捷计算法R 、、NT 、、Rmin 、、Nmin关系关系关联图：吉利兰图关联图：吉利兰图71 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益左端：左端：右端：右端：最小回流最小回流全回流全回流• 适用条件：多组分，多种进料状态，适用条件：多组分，多种进料状态， ：：1.26 4.05 N：： 2.4 43.1• 特点：简便、快；特点：简便、快； 双组分、多组分都适用；双组分、多组分都适用； 误差大，可用误差大，可用N估算，方案的比较。 估算，方案的比较72 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益• NT的计算步骤：的计算步骤：（（1）由物系性质及分离程度定）由物系性质及分离程度定Rmin 、、R；；（（2）计算全回流下的）计算全回流下的Nmin （图解法、芬斯克公式（图解法、芬斯克公式 ）） （（4））xw=xF，定加料位置，定加料位置 注意：吉利兰图可回归成注意：吉利兰图可回归成73 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益九、精馏塔的操作计算九、精馏塔的操作计算（试差法）（试差法）先设先设xw物料衡算求物料衡算求xD（（y1)（接近（接近xw为止）为止）十、直接蒸气加热及两股进料的精馏塔十、直接蒸气加热及两股进料的精馏塔（一）直接蒸汽加热的精馏塔（一）直接蒸汽加热的精馏塔74 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益目的：处理某轻组分的水溶液，难挥发组分为水时，目的：处理某轻组分的水溶液，难挥发组分为水时， 直接蒸气加热，省再沸器直接蒸气加热，省再沸器流程及特点：流程及特点：F xFWD75 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益NT的计算的计算• 精馏段操作线精馏段操作线• 提馏段操作线提馏段操作线• q线线总物料衡算总物料衡算L´+S=V´+b易挥发组分易挥发组分L´xn=V´yn+1+bxnF, xFD, xDW, xWSV´,yn+1L,xn´nn+176 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益过点（过点（xb，，0））斜率：斜率：b/SS=V´b=L´xDxWxF• 理论板数的求取理论板数的求取77 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）（二）两股进料的精馏塔两股进料的精馏塔F2, xF2D, xDW, xWF1, xF1ІПШV´´, ys+1L´´, xss+1sІ段：段：П段：段：78 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益DxF2xF1xDxw357共共7块（含再沸器）块（含再沸器）第第3块块为为xF1加料板加料板第第5块块为为xF2加料板加料板• 斜率：斜率： І <П< Ш注意：注意：•І П有有Rmin П Ш有有RminRmin取其大的取其大的q2q1Wf1f279 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第四节第四节 间歇精馏间歇精馏二、二、x xD D恒定的操作恒定的操作一、恒定一、恒定R R的操作的操作80 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益特点特点：：1）非定态；）非定态；2）只有精馏段。 只有精馏段操作方式操作方式：：2）恒定）恒定xD，，R ；；1）恒定）恒定R，， xD D, xDW, xW一、一、 恒定恒定R的操作的操作1. 操作（操作（NT、、 R一定），一定）， xW xWe 、、 xD 平均平均xD 81 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益xD1xD2xW1xW22. 计算计算xD1NT计算以计算以xD1及及xF为基准为基准RminR NT始态为基准始态为基准二、二、 xD恒定的操作恒定的操作1. 操作操作 恒定恒定NT、、xD xW 达到达到xWe 、、R 82 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2. 计算计算NT计算依据：终态计算依据：终态xD 、、xWeRminR NTxDR1xW1xW2R2工业间歇操作常为两种方式的结合工业间歇操作常为两种方式的结合83 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第五节第五节 恒沸精馏与萃取精馏恒沸精馏与萃取精馏一、一、 恒沸精馏恒沸精馏二、二、 萃取精馏萃取精馏84 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一、一、 恒沸精馏恒沸精馏（一）（一）含义含义：加第三组份，形成恒沸物（沸点：加第三组份，形成恒沸物（沸点 更低），塔底得纯产品。 更低），塔底得纯产品 （二）（二）实例实例89%E11%W恒恒沸沸精精馏馏塔塔苯苯回回收收塔塔乙乙醇醇回回收收塔塔苯苯富水富水富苯富苯85 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（三）（三）挟带剂应具备的条件挟带剂应具备的条件1）新恒沸液）新恒沸液A挟带含量少的组分；挟带含量少的组分；2））A冷凝后分层；冷凝后分层；3））A沸点低；沸点低；能耗低能耗低易分离易分离易分离易分离4）价廉、稳定、安全价廉、稳定、安全二、二、 萃取精馏萃取精馏（一）（一）含义含义：加萃取剂，：加萃取剂，86 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（三）（三）萃取剂应具备的条件萃取剂应具备的条件1）选择性好，）选择性好， ；；2）沸点高，易回收；）沸点高，易回收；3）与原料互溶度大；）与原料互溶度大；4）价廉、稳定、安全价廉、稳定、安全回回收收塔塔（二）（二）实例实例87 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益恒沸精馏与萃取精馏的比较：恒沸精馏与萃取精馏的比较：1）原理：）原理： 恒沸物恒沸物 2）第三组份：）第三组份： 塔顶出塔顶出 塔底出塔底出 难选难选 易选易选 加量受限加量受限 量变量变, 变变3）加入位置：）加入位置： 加料处加料处 塔顶塔顶4）能耗：）能耗： 大大 小小88 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第六节第六节 板式塔板式塔六、塔板类型六、塔板类型 一、塔板结构一、塔板结构 二、塔板上气液两相的流体现象二、塔板上气液两相的流体现象 四、塔高的确定四、塔高的确定 三、塔效率三、塔效率五、塔径的计算五、塔径的计算 89 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益逐级接触式逐级接触式连续接触式连续接触式90 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.1.生产能力大；生产能力大；2.2.分离效率高；分离效率高；3.3.阻力小，压降低；阻力小，压降低；4.4.操作弹性大；操作弹性大；5.5.结构简单、造价低、安装维修方便等。 结构简单、造价低、安装维修方便等评价塔设备性能的指标评价塔设备性能的指标91 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一、塔板结构一、塔板结构气体通道气体通道（一）气液鼓泡区（一）气液鼓泡区（二）溢流堰（二）溢流堰（三）降液管（三）降液管（四）塔板液体流动安排（四）塔板液体流动安排92 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益二、塔板上气液两相的流体现象二、塔板上气液两相的流体现象（一）（一）气液接触状态（气液接触状态（3种）种）液体：连续相液体：连续相 气体：分散相气体：分散相传质面：气泡表面传质面：气泡表面鼓泡接触工况鼓泡接触工况93 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益泡沫接触工况泡沫接触工况液体：连续相液体：连续相气体：分散相气体：分散相传质面：不断更新的传质面：不断更新的 液膜表面液膜表面94 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益气体：连续相气体：连续相液体：分散相液体：分散相传质面：不断更新传质面：不断更新 的液滴表面的液滴表面喷射接触工况喷射接触工况工业上常用的是工业上常用的是：喷射和泡沫接触状态：喷射和泡沫接触状态95 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）塔板上的液面落差（二）塔板上的液面落差液面落差：塔板进出口清液层高度差液面落差：塔板进出口清液层高度差减少液面落差的措施：减少液面落差的措施： 多溢流。 多溢流96 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（三）塔板筛孔漏液（三）塔板筛孔漏液孔速过小或气液分布不均匀，大量液体由筛孔漏下孔速过小或气液分布不均匀，大量液体由筛孔漏下四）液泛（四）液泛定义：液体进塔量大于出塔量，结果使塔内不定义：液体进塔量大于出塔量，结果使塔内不 断积液，直至塔内充满液体，破坏塔内断积液，直至塔内充满液体，破坏塔内 正常操作，称为液泛正常操作，称为液泛五）液沫夹带（五）液沫夹带97 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益气量气量↑ →↑ →夹带量夹带量↑↑板间距板间距H HT T↓ →↓ →夹带量夹带量↑↑要求液沫夹带量要求液沫夹带量 eV≯ ≯0.1kg液沫液沫/kg干气干气主要影响因素主要影响因素减少措施：减少措施：HT ↑↑；；u ↓u ↓三、塔效率三、塔效率（一）（一）全塔效率全塔效率ET=f（物系、（物系、 板结构板结构、、操作条件）操作条件）关联图关联图98 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（（1）气相单板效率）气相单板效率平均平均组成组成n（（2）液相单板效率）液相单板效率平均平均组成组成（二）单板效率（二）单板效率99 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益注意注意：：1）同一个板，）同一个板，EML不一定等于不一定等于EMV；仅当；仅当 平衡线与操作线平行时两者相等平衡线与操作线平行时两者相等2）不同的板，）不同的板， EML 或或EMV不一定相等不一定相等3））EMV或或EML 可能可能>100％％全回流全回流100 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益四、塔高的确定四、塔高的确定 五、塔径的计算五、塔径的计算u—气相的空塔气速，气相的空塔气速，m/s.101 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益C－气相负荷因子－气相负荷因子 ——液体表面张力，液体表面张力，dyne/cm (同同mN/m)2020dyne/cmC 2 . 02020CC ÷ ÷ø øö öç çè èæ æ= =s ss s下的气相负荷因子下的气相负荷因子＝＝－－－－102 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益泡泡 罩罩泡罩塔板泡罩塔板（一）泡罩塔（一）泡罩塔六、板式塔类型六、板式塔类型103 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益V- - 浮阀浮阀V- - 浮阀塔板浮阀塔板（二）浮阀塔（二）浮阀塔104 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益筛筛 板板导向筛板导向筛板（三）筛板塔（三）筛板塔105 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益浮舌塔板浮舌塔板舌形塔板舌形塔板（四）（四）其它类型塔板其它类型塔板1）舌形塔板与浮动舌形塔板）舌形塔板与浮动舌形塔板106 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2）） ADV浮阀塔板浮阀塔板107 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益ADVADV塔盘的鼓泡状态塔盘的鼓泡状态108 。
