浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第九章 蒸馏 §9.4 二元连续精馏的分析与计算（2/3）

幻灯片4目录 圈像 §94二元连续精馏的分析与计算 四、回流比的影响及选用 五、塔板效率与实际塔板数 习题课 例1设计型问题 例2操作型定性分析 例3操作型定性分析 练习 例4操作型计算题 例5操作型计算题 到小浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 1/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 1/26 幻灯片4目录 §9.4 二元连续精馏的分析与计算 四、回流比的影响及选用 五、塔板效率与实际塔板数 习题课 例1 设计型问题 例2 操作型定性分析 例3 操作型定性分析 练习 例4 操作型计算题 例5 操作型计算题

LE RD L=L+gF 四、回流比的影响及选用 V=(R+I)D V=V+(q-1)F L D x.+-x D R,在D一定的条件下,L↓,V,↓,N个 , opt (11~2)R 总费用 费用 F, 能源费 设备费 W Rn 0 D 到小浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 2/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 2/26    = + = V R D L RD ( 1)    = + − = + V V q F L L qF ' ( 1) ' R ，在 D 一定的条件下，L ，V  ，V  ， y xD a xW b 0 xW xD N 总费用 费用 能源费 设备费 Rmin Ropt min Ropt = (1.1 ~ 2)R n n xD V D x V L y +1 = + ' ' ' 1 V Wx x V L y W m+ = m − 四、回流比的影响及选用 D, xD W, xW F, xF

四、回流比的影响及选用 1.最小回流比Rm 为完成某一分离要求, 所需的理论塔板数为 a 无穷多时的回流比称 为最小回流比 夹紧点 如何求取Rmn? 图解法解析法 R mn 恒浓区 R.+1 D e →R 'p-Ve ExE mn 人浙江大学本科生课程e 最小回流比操作情况的分析 化工原理 第九章蒸馏 3/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 3/26 最小回流比操作情况的分析 xe a ye xW x xD F e d f b 夹紧点 恒浓区 D e D e x x x y R R − − = min + 1 min e e D e y x x y R − − min = xe ye xe ye 如何求取Rmin？ 四、回流比的影响及选用 1．最小回流比Rmin 为完成某一分离要求， 所需的理论塔板数为 无穷多时的回流比称 为最小回流比。 图解法 解析法

四、回流比的影响及选用 ■■■■■■■ 恒浓区在 精馏段 恒浓区在 1提馏段 mIn D-y R D 到小浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 4/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 4/26 y x e D d D d x x x y R R − − = min + 1 min e e D e y x x y R − − min = 四、回流比的影响及选用 y x e 恒浓区在 精馏段 恒浓区在 提馏段

四、回流比的影响及选用 思考 当操作中选用的回流比比设计时的最小回流 比还要小时,塔能否操作?将出现什么现象? 最小回流比操作情况的分析 到小浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 5/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 5/26 最小回流比操作情况的分析 xe a ye xW xF xD e d f b 四、回流比的影响及选用 思考： 当操作中选用的回流比比设计时的最小回流 比还要小时，塔能否操作？将出现什么现象？ D, xD W, xW F, xF

四、回流比的影响及选用 2.全回流和最少理论板数Nmin 什么是全回流?R=→少 D 特点: ①操作线与对角线重合, 精、提操作线均为:y=x; ②理论板数最少 mIn D y x.+—r v人浙江大ym+ 化⊥尿珄 0第章蒸馏 6/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 6/26 什么是全回流？ = →  D L R 特点： ① 操作线与对角线重合， 精、提操作线均为：y = x ； ②理论板数最少 y xD a xW b 0 xW xD Nmin y1 y2 L, xD x1 x2 xN-1 L, xM yN-1 V V D=0 L=V 四、回流比的影响及选用 2． 全回流和最少理论板数Nmin n n xD V D x V L y +1 = + ' ' ' 1 V Wx x V L y W m+ = m −

四、回流比的影响及选用 Nn的求取方法:逐板法、图解法 对理想物系,逐板计算可得: B D (包括塔釜 CO VwD mIn ga 芬斯克( Fenske)方程 B B D F mn1 Ig al 精馏段所需的最少理论板数 到小浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 7/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 7/26 对理想物系，逐板计算可得： lg lg min                         = A W B B D A x x x x N （包括塔釜）  =  D  W ------------------芬斯克（Fenske）方程 1 =  D  F 1 min lg lg 1                          = A F B B D A x x x x N ----------------精馏段所需的最少理论板数 四、回流比的影响及选用 Nmin的求取方法： 逐板法、图解法

五、塔板效率与实际塔板数 X n 1.单板效率Em、Em y 也称默弗里( Murphree)板效。其定义为: 汽相实际增浓程度yn-y n+1 n 汽相理论增浓程度 --汽相默弗里板效 n+1 n 液相实际减浓程度 说明 (1)Em(m)和Em(m)不会 液相理论减浓程度 xn*相等, (2)一般情况单板效率小 -液相默弗里板效 于1,特殊情况它们会大于 ,通常出现在塔径较大的 到小浙江大学本科生课程 精馏塔中。 化工原理 第九章蒸馏 8/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 8/26 也称默弗里（Murphree）板效。其定义为： n xn-1 yn+1 yn xn 汽相理论增浓程度 汽相实际增浓程度 EmV = 1 1 +  + − − = n n n n y y y y yn * -------汽相默弗里板效* 1 1 n n n n x x x x − − = − − 液相理论减浓程度 液相实际减浓程度 EmL = xn * --------液相默弗里板效 说明： （1）EmV(n)和 EmL(n)不 会 相等， （2）一般情况单板效率小 于 1，特殊情况它们会大于 1，通常出现在塔径较大的 精馏塔中。 五、塔板效率与实际塔板数 1．单板效率EmV、EmL

五、塔板效率与实际塔板数 2.全塔效率E0 又称总板效率,其定义为: 理论板数N ×100% 0实际板数 F, 其值一定小于1,多数在0.5~07之间。 到小浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 9/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 9/26 五、塔板效率与实际塔板数 2．全塔效率E0 又称总板效率，其定义为： 0 = = 100% Ne N E 实际板数 理论板数 其值一定小于1，多数在0.5～0.7之间。 D, xD W, xW F, xF

五、塔板效率与实际塔板数 思考:单板效率Em与全塔效率E有何关系? ☆E0与En数值上不一定相等; ☆E0大,则表明En一定大。 n-1 n 令但反过来,En大,则E不一定大,这 W, Xw 是因为,板和板之间传质会相互影响, 可能存在着各种不利的操作现象,如漏 液、雾沫夹带、液泛等。 n+1 到小浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 10/26

浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 10/26 n xn-1 yn+1 yn xn 五、塔板效率与实际塔板数 ❖E0与Em数值上不一定相等； ❖E0大，则表明Em一定大。 ❖但反过来，Em大，则E0不一定大，这 是因为，板和板之间传质会相互影响， 可能存在着各种不利的操作现象，如漏 液、雾沫夹带、液泛等。 思考：单板效率Em与全塔效率E0有何关系？ D, xD W, xW F, xF