化工分離第三章3

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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,五、,Fenske,法求最少理論板數(shù),N,m,全回流時，所需理論板數(shù)最少,D,0,、,W,0,、,F,0,常用于：,（,1,）精餾塔的開工、調(diào)試階段；,（,2,）實驗研究場合。,2024/12/12,全回流時，兩操作線都與對角線重合,y,x,i,i,n+1,n,（,1,）,又,（,2,）,1,2,3,.,.,.,n,2024/12/12,將（,1,）代入（,2,）得：,（,3,）,對于第一塊塔板：,（,4,）,將第二塊板代入（,4,）得：,2024/12/12,如此順序下推，直推到塔釜,N,m,塔頂為

2、全凝器時：,2024/12/12,（包括再沸器）,i,組分的分配比，,即,i,組分在餾出液中摩爾,數(shù)與釜液中摩爾數(shù)之比,2024/12/12,若已知輕關(guān)鍵組分在塔頂回收率,和重關(guān)鍵組分在塔釜回收率,則,2024/12/12,塔頂為分凝器時：,2024/12/12,Note,：,（,1,）,平均相對揮發(fā)度通常取塔頂、進(jìn)料和塔釜,相對揮發(fā)度的幾何平均值,（,2,）,l,、,h,代表任意兩組分，,計算,N,m,通常利用關(guān)鍵組分,（,3,）,精餾段：,2024/12/12,解：，清晰分割法物料衡算,HK,C,LK,C,為,；,為,選,=,3,4,W,D,100,15,0,15,6,10,0,10,5,

3、20,0,20,4,15-0.025D,0.025D,15,3,（,HK,）,0.05W,35-0.05W,35,2,（,LK,）,0,5,5,1,w,d,f,組分,例,32,：計算,和物料分配,m,N,05,.,0,025,.,0,=,=,W,l,D,h,x,x,已知：,1.,2.,分離要求,2024/12/12,列方程；,將,D,、,W,代入表中，完成物料衡算表（略）,2.,求最少理論板數(shù),+,=,=,+,-,+,100,025,.,0,),05,.,0,35,(,5,W,D,D,D,W,=,=,16,.,62,84,.,37,W,D,解出：,2024/12/12,3.,核實清晰分割的合理

4、性,核算式,）,（,h,m,h,i,i,i,w,d,N,f,w,a,+,=,1,有：,核實式：,代入上式,）,（,）,將（,h,m,h,i,i,w,d,N,w,d,a,=,i,i,i,w,d,f,+,=,d,）,（,i,i,i,w,f,w,+,=,1,，看是否,，核實,對于,W,i,i,x,w,LNK,0,2024/12/12,核算式,）,（,）,（,h,m,h,i,i,h,m,h,i,i,w,d,N,f,w,d,N,d,a,a,+,=,1,2024/12/12,不成立，須調(diào)整,清晰分割假設(shè)對,3,C,5.,調(diào)整,以前面結(jié)果為初值，進(jìn)行試差,結(jié)果：,第二次 與第一次相近,635,.,0,C,3

5、,=,d,2024/12/12,六、,Gilliland,法計算理論板數(shù),N,根據(jù),R,min,R,N,min,及,N,之間的關(guān)系，,由試驗結(jié)果繪制成吉利蘭圖,2024/12/12,由,Gilliland,圖可擬合出相應(yīng)的,Gilliland,經(jīng)驗式，,或：,其中,2.Erbar and Maddox,關(guān)聯(lián)圖：,比,Gilliand,圖精確，誤差,4.4%,圖,313,2024/12/12,七、適宜進(jìn)料位置的確定,2024/12/12,例,34,分離烴類混合物,例,31,求出,Rm=1.306,；,例,32,求出,Nm=6.805,和物料衡算表,本題求,N,，進(jìn)料位置,解：,1.,求,R R=

6、1.25Rm=1.634,2024/12/12,3.,確定進(jìn)料位置,塔中實際板為,18,塊,2024/12/12,Fenske,公式的推導(dǎo)中講到,l,，,h,為任意兩組分，,八、不清晰分割物料衡算,2024/12/12,為在一定回流比下仍利用上式，需做一假定,假定：,在一定回流比操作時，各組分在塔內(nèi)的分布與在全回流,操作時的分布基本一致，,這樣就可用,Fenske,公式去反算,除關(guān)鍵組分以外的其它部分在塔頂、塔釜的濃度。,2024/12/12,對不清晰分割物料衡算：,通常：,F,、,x,Fi,、,x,Dh,、,x,Wl,已知，,求,d,i,，,w,i,(,D,、,W,及組成,),若有,C,個組

7、分，,需求解,d,i,，,w,i,共,2C,個未知量,C,個,(,或,HK,的塔釜回收率）,1,個,(,或,LK,的塔頂回收率）,1,個,C,2,個,2024/12/12,解法：,已知條件,清晰分割,x,Di,、,x,Wi,塔頂、塔釜溫度,Fenske,公式,N,m,P69,例,3,3,2024/12/12,例,33,：,計算,解：,選甲苯為,LK,，異丙苯為,HK,，二甲苯為中間關(guān)鍵組分。物料分配時要對,二甲苯試差,1.,設(shè),（依據(jù)相對揮發(fā)度估計）,其他組分按清晰分割法處理，初算結(jié)果如下表。,已知：,1.,2.,分離要求,2024/12/12,49.071,50.929,100,39.924

8、,0.0746,40,C,（,HK,）,9,1,10,X,0.147,29.853,30,T,（,LK,）,0,20,20,B,w,d,f,組分,2024/12/12,2.,由初算結(jié)果核算,1,近似為,0,w,w,d,x,x,；及是否,，,核算中間組分：,核算,LNH,組分,B,：,2024/12/12,49.554,50.446,100,39.924,0.0757,40,C,（,HK,）,9.481,0.519,10,X,0.148,29.852,30,T,（,LK,）,0,20,20,B,w,d,f,組分,3.,將 代入，再次,清晰分割法計算,481,.,9,519,.,0,=,=,x,x

9、,w,d,，,2024/12/12,4.,再次核算,w,d,x,x,，,核算中間組分：,5.,重復(fù),3,的計算，完善物料衡算表,2024/12/12,在一精餾塔中分離苯,(B),，甲苯,(T),，二甲苯,(X),和異丙苯,(C),四元混合物。進(jìn)料量,200mol/h,，進(jìn)料組成,z,B,=0.2,z,T,=0.3,z,X,=,0.1,z,c,=0.4(mol),。塔頂采用全凝器，飽和液體回流。相對揮發(fā)度數(shù)據(jù)為：,規(guī)定異丙苯在釜液中的回收率為,99.8%,，甲苯在餾出液中的回收率為,99.5%,。求最少理論板數(shù)和全回流操作下的組分分配。,=2.25,，,=1.0,，,=0.33,，,=0.21,

10、。,2024/12/12,根據(jù)題意,:,甲苯,(T),為輕關(guān)鍵組分，異丙苯,(C),為重關(guān)鍵組分，則苯,(B),為輕組分，二甲苯,(X),為中間組分。,以重關(guān)鍵組分計算相對揮發(fā)度。,2024/12/12,由分離要求計算關(guān)鍵組分在塔頂釜的分配。,2024/12/12,由,與,求出非關(guān)鍵組分的分布,苯：,=0,，,=200,0.2=40Kmol/h,2024/12/12,二甲苯：,+,=200,0.1=20,求得,=1.06,，,=18.94,0.191,18.94,0.01,1.06,0.1,二甲苯,(,X,),1.00,99.08,1.00,100.92,1,0.806,79.84,0.002

11、,0.16,0.4,異丙苯,(C),0.003,0.3,0.592,59.7,0.3,甲苯,(T),0,0,0.396,40,0.2,苯,(B),組分,2024/12/12,七、簡捷法計算理論板數(shù)的步驟,（,1,）,根據(jù)工藝條件和工藝要求，找出一對關(guān)鍵組分；,（,2,）,計算塔頂、塔釜的組成；,（,3,）,根據(jù)組成計算相應(yīng)的溫度，求出平均揮發(fā)度；,（,4,）,用,Fenske,公式計算,N,m,；,（,5,）,用,Undemood,法計算,R,m,，選,R,；,（,6,）,確定適宜進(jìn)料板位置；,（,7,）,根據(jù),R,m,、,R,、,N,m,，用,Gilliland,圖求,N,。,2024/12/12,八、復(fù)雜精餾,簡單塔：,只有一股進(jìn)料，兩股出料,復(fù)雜塔：,多股進(jìn)料，多于兩股出料,目的：,節(jié)省能量和減少塔數(shù)目,復(fù)雜精餾流程：,1,、多股進(jìn)料：,指不同組成的物料進(jìn)入不同的塔板位置,目的：,節(jié)省能量,2,、側(cè)線采出：,指從塔的中部采出一股或一股以上的物料,目的：,減少塔數(shù)目,3,、中間再沸器或中間冷凝器：,目的：,節(jié)省能量,2024/12/12,脫甲烷塔,提餾段側(cè)線采出,2024/12/12,2024/12/12,