化工原理A2期末复习2023年12月
化工原理A2 期末复习 2023年12月
第一章：精馏总结
第一章：精馏总结
ox等板1+(α -1)x蒸馏依据高度填料塔相对挥发度相差较大平衡蒸馏连续普通蒸馏蒸馏原理多次部分汽化和冷凝间歇简单蒸馏温度梯度和浓度梯度蒸馏连续双组份汽相回流和液相回流理论板精馏Yn-1>Yn>Yn+1多组分+特殊蒸馏Xn-1>Xn>Xn+1恒沸精馏tn-1<t,< tn+1Ay= y, - yn+!△x = Xn-1 - Xn恒摩尔流板式塔萃取精馏=V,=VV = V2 =总板效率塔高塔板效率 -v, -...' -v塔径L = L, -... - L, = L单板效率L = L2 =...= L. = L点效率
蒸馏 精馏 平衡蒸馏 简单蒸馏 蒸馏依据 蒸馏原理 相对挥发度相差较大 多次部分汽化和冷凝 温度梯度和浓度梯度 汽相回流和液相回流 理论板 双组份 多组分 普 通 蒸 馏 特 殊 蒸 馏 恒沸精馏 板式塔 萃取精馏 塔高 塔径 塔 板 效 率 总板效率 单板效率 点效率 yn-1>yn> yn+1 xn-1>xn> xn+1 tn-1<tn< tn+1 恒摩尔流 * n n 1 yy y ∆= − + * n n 1 xx x ∆= − − V1 =V2 = . =Vn =V V V Vm =V′ ′ =′ =′ . 1 2 L1 = L2 = . = Ln = L L L Lm = L′ ′ = = ′ =′ . 1 2 x x y 1+ ( −1) = α α 间歇 连续 连续 填料塔 等板 高度
F=D+WFx = Dy+Wx物料衡算XF平衡蒸馏Fcp(T-te)=(1-q)Fr热量衡算T= te +(1-q)-CpD=F-WFdxIn简单蒸馏—物料衡算X2WV-xLDy= Fxi - Wx2物料衡算双组份精馏热量衡算多组分
平衡蒸馏 F DW = + Fx Dy Wx F = + 1 −1 − − = q x x q q y F 物料衡算 热量衡算 Fc T t q Fr p e ( − ) = (1− ) P e c r T = t + (1− q) 简单蒸馏 D = F −W Fx1 Wx2 Dy = − 物料衡算 ∫ − = 1 2 ln x x y x dx W F 精馏 双组份 多组分 物料衡算 热量衡算
F=D+WFxe = Dxp +Wxw全塔物料衡算WDDXF-XWXp-XF采出率：FFFXp -XwXD-XwRDxD×100%精馏段操作线方程XDnDFxEYn+1XR+1R+1R=L/DR'+1Xw提馏段操作线方程R'-V'/WXxnYn+1R'R'XFqV=q线方程q-1q-1kmol进料变成饱和蒸汽所需的热量进料热状况的影响0人原料液的千摩尔汽化热双组份物料衡算C(池-t)+r_ L-L(1)冷液q>1FL'= L+qF(2)饱和液体（泡点进料）q=1(3)气液混合 0<q<1V'= V+(q-1)F（4)饱和蒸汽（露点进料）=0(5)过热蒸汽（温度高于露点）q<0Rmin和全回流Xp -yqRminNmin +1=Yq-xglogαm理论板回流比影响
精馏段操作线方程 全塔物料衡算 提馏段操作线方程 q线方程 进料热状况的影响 Rmin和全回流 F = D +W FxF = DxD +WxW D W F W x x x x F D − − 采出率： = D W D F x x x x F D F W − − =1− = = ×100% F D D Fx Dx η 1 1 1 D n n R x y x R R + = + + + 1 ' 1 ' ' W n n R x y x R R + + = − 1 −1 − − = q x x q q y F (1) 冷液 q>1 (2) 饱和液体（泡点进料）q=1 (3) 气液混合 0<q<1 (4) 饱和蒸汽（露点进料）q=0 (5) 过热蒸汽（温度高于露点）q<0 ( F ) ' kmol q Ct t r L L r F = − + − = = 泡 进料变成饱和蒸汽所需的热量 原料液的千 ＝ 摩尔汽化热 L′ = L + qF V′ =V + (q −1)F q q D q y x x y R − − min = m w w D D x x x x N logα 1 1 log min 1 − − + = 双组份物料衡算 理论板 回流比影响 R=L/D R’=V’/W
条件：（①塔顶蒸气在冷凝器中全部逐板计算法冷凝；②泡点回流。平衡XD=i→ Xi操作Y2 → X2Xn≤XqY3→ X3Xm≤Xw理论板-图解法进料板位置3先画出辅助线和平衡线4画精馏段操作线，过点（xp,xp)，截距为5Xp/(R+1)的直线作q线，过点（X,X），斜率为q/(q-1)直线·作提馏段操作线，过点（xw,xw）和精馏段XwXFXDX操作线与q线交点的直线在操作线和平衡线间画梯阶，梯阶数即为理论板数简捷法
理论板 逐板计算法 图解法 简捷法 条件：① 塔顶蒸气在冷凝器中全部 冷凝；② 泡点回流。 xD= y1 x1 y2 → x2 y3 → x3 平衡 操作 . xn ≤ xq xm ≤ xw •画精馏段操作线，过点（xD, xD)，截距为 xD/(R+1)的直线 •作q线，过点（ xF,xF ），斜率为q/(q-1)直线 •作提馏段操作线，过点（ xW, xW ）和精馏段 操作线与q线交点的直线 •在操作线和平衡线间画梯阶，梯阶数即为理论板数 •先画出辅助线和平衡线 进料板位置
使用吉利兰图，求出所需理论板数简捷法Nmin+2YN-NminR-RNminyminX=1-YN+2R+1·R, Nrl, L、V、L、V' ↑,→QR、Qc 个回流比影响即操作费用和设备折旧费用之和为最低时适宜回流比的回流比。FIe +VIv + LI, =VIv +L'Ikmol进料变成饱和蒸汽所需的热量双组份热量衡算q原料液的千摩尔汽化热C(t泡-t)+r_L'-LFr
简捷法 1 min + − = R R R X 1 min + − = N N N Y Y N Y N − + = 1 min 使用吉利兰图 ，求出所需理论板数 热量衡算 F V L V L FI +V′I + LI =VI + L′I ( F ) ' kmol q Ct t r L L r F = − + − = = 泡 进料变成饱和蒸汽所需的热量 原料液的千 ＝ 双组份 摩尔汽化热 回流比影响 •R↑，NT↓，L、V、 L’、V’ ↑，→ Q Q R C 、 ↑ 适宜回流比 即操作费用和设备折旧费用之和为最低时 的回流比。 2 2
恒沸精馏萃取精馏α个1）原理：恒沸物塔底出2）第三组份塔顶出恒沸精馏易选难选特殊蒸馏加量受限量变,α变萃取精馏塔顶3）加入位置加料处大小4）能耗：间歇精馏1) 3非定态；；2）只有精馏段操作方式：1）恒定R，Xp。2）恒定xp，R个;NTN,=板式塔填料塔：等板高度E.NT理论板数Er塔高塔板效率总板效率Np实际板数4.V.. D =塔径Xn-1 -Xn元uEmv=y,-yn+1单板效率EMXn-I -x, *y,*-yn+1Z=(N,-1)HIy-yn+1点效率Eovy*-yn+
特殊蒸馏 恒沸精馏 萃取精馏 恒沸精馏 萃取精馏 1）原理： 恒沸物 α↑ 2）第三组份 塔顶出 塔底出 难选 易选 加量受限 量变,α变 3）加入位置 加料处 塔顶 4）能耗： 大 小 1）非定态； 2）只有精馏段 操作方式：1）恒定R， xD ↓。2）恒定xD，R↑； 间歇精馏 板式塔 塔高 塔径 塔 板 效 率 总板效率 单板效率 ( ) 点效率 Z 1 = − N H p T 实际板数 理论板数 = = p T N N ET * 1 1 n n n n ML x x x x E − − = − − 1 1 * + + − − = n n n n MV y y y y E n 1 n 1 OV y y y y E + + ∗− − = u V D s ⋅ ⋅ ∴ = π 4 填料塔：等板高度
吸收第二章总结
第二章 吸收 总结
汽液平衡方程吸收速率四个方程物料衡算一填料层高度计算
汽液平衡方程 物料衡算 吸收速率 填料层高度计算 四个方程