化工原理下1-5简捷法、多侧线、塔高塔径.ppt

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1、精馏塔理论板层数除了可用前述的逐板计算法和图解法求算外，还可用简捷法计算。通常采用的简捷法为吉利兰关联图。吉利兰关联图1.5.6简捷法求理论板层数①先按设计条件求出最小回流比Rmin，并选择操作回流比R。②计算全回流下的最少理论板层数Nmin。③利用吉利兰关联图，计算全塔理论板层数N。④用精馏段的最小理论板层数Nmin1代替全塔的Nmin，确定适宜的进料板位置。简捷法求理论板层数的步骤由芬斯克方程式m1为精馏段平均相对挥发度①待分离的物系为水溶液。1)直接蒸汽加热应用背景及意义①省掉再沸器，减少设备费。②水为难挥发组分。②提高加热蒸汽利用率，节约能

2、耗，减少操作费。直接蒸汽加热的应用背景直接蒸汽加热的意义1.5.7几种特殊情况下理论板层数的求法1.直接蒸汽加热5直接蒸汽加热直接蒸汽加热精馏塔的精馏段操作线和q线与常规塔相同，但提馏段操作线方程应予修正。2)直接蒸汽加热理论板层数的计算总物料衡算易挥发组分衡算对于塔内恒摩尔流动当则提馏段操作线与横轴的交点坐标为g(xW,0)提馏段操作线方程一、直接蒸汽加热8xDabxWcxFefd12345直接蒸汽加热时理论板层数的图解法在工业生产中，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

3、的精馏塔2.多侧线的精馏塔1)多侧线进料分离组分相同而浓度不同原料液，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二、多侧线的精馏塔中间段各段间气、液负荷的关系二、多侧线的精馏塔13两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选择较大者作为Rmin2)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。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16有侧

4、线采出精馏塔的操作线1.板式塔有效高度的计算（1）基本计算公式板式塔有效高度是指安装塔板部分的高度，其计算方法是，先通过板效率将理论板层数换算为实际板层数，再选择合适的板间距计算板式塔的有效高度。实际塔板层数塔板间距1.5.8塔高和塔径的计算（2）塔板效率塔板效率反映了实际塔板的气液两相传质的完善程度。1）总板效率总板效率反映塔中各层塔板的平均效率，因此它是理论板层数的一个校正系数，其值恒小于1。全塔效率2）单板效率单板效率又称默弗里（Murphree）效率，它是以混合物经过实际板的组成变化与经过理论板的组成变化之比来表示的。单板效率既可用气相组成

5、表示，也可用液相组成表示，分别称为气相单板效率和液相单板效率。气相单板效率液相单板效率单板效率分析3）点效率点效率是指塔板上各点的局部效率。点效率分析(3)填料塔有效高度的计算基本计算公式等板高度获取途径：①经验公式计算；②查有关填料手册；③实验测定。（1）基本计算公式①精馏段与提馏段分别计算，相差不大取较大者作为塔径，相差较大采用变径塔。②计算塔径后应进行圆整。精馏塔直径计算式提示2.塔径（2）蒸气体积流量的计算①精馏段体积流量的计算操作压力较低时，气相可视为理想气体混合物②提馏段体积流量的计算操作压力较低时，气相可视为理想气体混合物冷凝器的热量

6、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）1.5.9连续精馏装置的热量衡算和节能1.塔顶冷凝器热量衡算2.塔低再沸器热量衡算饱和蒸汽加热加热蒸汽的汽化热3.精馏过程的节能途径1）减小操作回流比R～L、V～～能耗R～NTNP一定，需提高ET①采用高性能新型塔板代替原有塔板，提高效率。②采用高效塔填料代替原有塔板，提高效率。示例2）降低塔釜操作温度塔压降△P～釜温tW～能耗采用高效塔填料代替原有塔板，降低塔压降。示例3）热泵精馏将塔顶蒸气绝热压缩升温，作为再沸器的热源，将再沸器中的液体部分汽化，而压缩气体本身冷凝成液体，

7、经节流阀后一部分作为塔顶产品采出，另一部分作为塔顶回流液。热泵精馏技术1－精馏塔2－压缩机3－再沸器4－节流阀4）多效精馏将几个精馏塔串联，操作压力依次降低，前一精馏塔的塔顶蒸气作为后一精馏塔的再沸器的加热介质，故除两端精馏塔外，中间的精馏塔不需从外界引入加热和冷却介质。多效精馏技术P1>P2>P3t1>t2>t35）原料预热将原料预热可回收精馏过程的热能，减少精馏过程的能耗。原料预热有两种流程：①用塔顶蒸气预热原料；②用塔釜采出液预热原料。33原料预热回收精馏过程的热能34原料预热回收精馏过程的热能351.5.10精馏塔的操作和调节（自学）①物料

8、平衡对精馏操作的影响和制约。②塔顶回流对精馏操作的影响和制约。③进料组成和热状况对精馏操作的影响和制约。④精馏产品的质量控