西北大学：《化工原理》课程教学课件（讲稿）间歇精馏

西北大学化工原理t第七节间歇精当混合液的分离要求较高而料液品种或组成经常变化时，常用间歇精馏的操作方式。一、间歇精馏特点（X不断减小）1、属非定态过程间歇精馏有两种操作方式：（一）、R不变，X，逐渐下降（二）X,不变，R应不断加大

西北大学化工原理 第七节 间歇精馏 当混合液的分离要求较高而料液品种或组成经 常变化时，常用间歇精馏的操作方式。 一、间歇精馏特点 1、属非定态过程（XW不断减小） 间歇精馏有两种操作方式： （一）、R不变，XD逐渐下降 (二）XD不变， R应不断加大

西北大学化工原理2、全塔均为精馏段，没有提馏段。因此要得到与连续精馏相同的塔顶塔底组成时，间歇精馏要消耗更多的能量。3、间歇精馏操作灵活机动4、由于不稳定的操作过程，为了减少塔身持液量的影响，常多采用填料精馏塔

西北大学化工原理 2、全塔均为精馏段 ，没有提馏段。因此要得到与连 续精馏相同的塔顶塔底组成时，间歇精馏要消耗更多 的能量。 3、间歇精馏操作灵活机动 4、由于不稳定的操作过程，为了减少塔身持液量的影 响，常多采用填料精馏塔

西北大学化工原理二、保持馏出液组成恒定的间歇精馏1、设计命题：已知:F、Xf、Xp、或 n，选择 R,求NT间歇精馏塔在操作过程中N为定值，要求X，不变但Xw减小，分离程度逐渐增加，由于终了时釜液组成X最低，即：分离程度（Xp-Xw）为最大。设计应以操作终了的釜液组成X为计算基准

西北大学化工原理 二、保持馏出液组成恒定的间歇精馏 1、设计命题： T Df x N XF: R 求 已知 、 、或 η，选择 ， 间歇精馏塔在操作过程中NT为定值，要求XD不变， 但XW减小，分离程度逐渐增加，由于终了时釜液组成XW 最低，即：分离程度（XD-XW）为最大。设计应以操作 终了的釜液组成XW为计算基准

西北大学化工原理nX,不变R十min福X操作终了时，将组成为X的釜液提浓至X，必然由RRminRXD-ywXD-ywminRminRmin + 1yw-xwXD-Xwmin此时N=80

西北大学化工原理 XD不变 0 XW XD c Rmin +1 xD 操作终了时，将组成为XW的釜液提浓至XD必然由一个 Rmin。 wD wD xx yx R R − − = +1 min min ww wD xy yx R − − min = 此时N = ∞

西北大学化工原理应R>Rmin表示R终=ARmin 倍数A的选择实际操作中应由经济条件选择。R终确定以后，过（XD，XD）点作截距为XDR终+1的直线。根据最终的X求理论板数2、每批料液的操作时间F-每批料液的投料量KmolD-馏出液量Kmol 其值随精馏时间而变。x－釜液组成，由X或XV-蒸馏釜的汽化能力kmol/s在操作中可保持为某异常数汽化量-Vd,=(R+I)dD

西北大学化工原理 实际操作中 > min, 终 = ARRRR min 应 终 表示 应由经济条件选择。R终确定以后，过（XD，XD）点作截距为 倍数A的选择 R终 + 1 D 的直线。根据最终的XW求理论板数。 x 2、每批料液的操作时间 dRVd D V x D F +=− )1( − − − − 汽化量 τ 每批料液的投料量 馏出液量 其值随精馏时间而变。 釜液组成，由Xf或Xw 蒸馏釜的汽化能力 在操作中可保持为某异常数 Kmol skmol Kmol

西北大学化工原理X-xD=F某一瞬间之前馏出XD-X的液体量为：Xf-xd,=Fdx(xp-x))Xf-XV..Vd, = (R +1)FaR+1=(x-x)DXf-XX,-x. (R+1)dxD=F一Jx (xp-x)XD-XfXf-xRx(R+1) ·(R+1)+(x-xR+1R+1用数值积分可求每dx+(xp-xf)XXD-Xx1批料液的精馏时间R+1见例9-9（P97）d-X)1-xXD

西北大学化工原理 某一瞬间之前馏出 的液体量为： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ − + −= ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ − + −+ − + = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ +⋅ − − ++⋅ − − = +⋅ − − = − − +=∴ − − = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − = f w w f f w w f w f x x X D fD x x x x X D fDX D X x x D f D Df x x X D f X D f X D f D D f d xx R xx V F d xx R xxd xx R V F dR xx xx R xx xx V F dR xx xx V F d xx xx FRVd d xx xx Fd xx xx FD 2 2 2 2 2 2 2 1 )( 1 )( 1 1 1 1 1 τ τ xR xx xx FD D V R fD f ↔ − − = 1 =+ 用数值积分可求每 批料液的精馏时间 见例9-9（P97）

西北大学化工原理PST三、回流比保持恒定的间歇精馏设计命题为：已知：F、α（最终的釜液组成）、（馏出液的平均组成x）、选择合适的R。求N则：计算以操作初态为基准，假设一最初的馏出液浓度xp始Xa始-yfkmin始Yf-Xf求>NRAR二适宜min

西北大学化工原理 三、回流比保持恒定的间歇精馏 设计命题为： 已知： F、xf、xw（最终的釜液组成）、（馏出液的 平均组成 ）、选择合适的R。 求 N 计算以操作初态为基准，假设一最初的馏出液浓度xD始、则： ARR N xy yx k ff d f ⎯= ⎯→ − − = 求 适宜 始 始 min min Dx

西北大学化工原理tXD始的验算1、设：W—瞬间的釜液量，操作时由投料量F降为残液量X—一瞬间的釜液组成，由X，降为Xw和简单蒸馏的物料衡算式相同，有F=dxIn=XDXJxwXD-XW因为N和R为定值，故X和X有一一对应的关系，通过数值积分可得W。Fx, -wxwFx,-wXwXD3DF-W当此xD等于或稍大于规定的值时，计算有效。处理一批料液塔釜的总蒸发量为G=（R+1）D。由此可计算再沸器热耗

西北大学化工原理 1、 的验算 xD始 设：W——瞬间的釜液量，操作时由投料量F降为残液量。 X——瞬间的釜液组成，由Xf降为Xw。 和简单蒸馏的物料衡算式相同，有 ∫ − = f wxx D xx dx wF ln xxD ↔ D wxFx wF wxFx x wf wf D − = − − = 当此 等于或稍大于规定的值时，计算有效。 因为N和R为定值，故X和XD有一一对应的关系，通过数值 积分可得W。 处理一批料液塔釜的总蒸发量为G=（R+1）D。由此可 计算再沸器热耗。 Dx