化工原理A2 期末复习 2016年12月
化工原理A2 期末复习 2016年12月
第一章：精馏总结
第一章：精馏总结
OX y= 1+a-lx蒸馏依据 相对挥发度相差较大 平衡蒸馏 连续 蒸馏原理 多次部分汽化和冷凝 温度梯度和浓度梯度 普通蒸馏 简单蒸馏 间歇 气相回流和液相回流 蒸 双组份 连续 理论板 精馏 Yn-1>Yn>Yn+1 多组分 Xn-1>Xn>Xn+1 特 恒沸精馏 Ay=yi-yn tn-1<tn<tnti △X=Xn-1一Xn 蒸 恒摩尔流 板式塔 萃取精馏 y='2=.='n=V ==ym= 塔高 塔 「 总板效率 L2 =.Ln=L 塔径 板 =L2 =.Lm L' 等板 单板效率 高度 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 气相回流和液相回流 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 等板 高度 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 y y y = − + * n n 1 x x 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) = 间歇 连续 连续
F=D+W 物料衡算 Fx=Dy+Wx y=9x-XE 平衡蒸馏 9-19-1 Fcp(T-te)=(1-q)Fr 热量衡算 7=4+0-90号 简单蒸馏— 物料衡算 1nF=形 dx 3x2 y-x 物料衡算 双组份 、 精馏 热量衡算
平衡蒸馏 F D W = + 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
全塔物料衡算F=D+WFxF=DxD+WxW 出率P-D2 Xp-xw F 精馏段操作线方程 F xg-xw R Dx卫x100% n+1= R+1 R+1 提馏段操作线方程 y= R'+1 Xw R V=_ XF q线方程 9-1q-1 kmol进料变成饱和蒸汽所需的热量 双组份 物料衡算 进料热状况的影响9 原料液的干摩尔汽化热 (1)冷液q>1 C(地-)+r-L-L (2)饱和液体（泡点进料）q=1 L'=L+qF (3)气液混合0<q<1 V'=V+(q-1)F (4)饱和蒸汽（露点进料）q=0 (⑤)过热蒸汽（温度高于露点）q<0 Rmin和全回流 XD-Y min y。- log am 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 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 C t 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 log 1 1 log min 1 − − + = 双组份 物料衡算 理论板 回流比影响
逐板计算法 条件：①塔顶蒸气在冷凝器中全部 冷凝：②泡点回流。 平衡 XD=yX1 操作 y2→X2 Xn ≤xq y3→X3 xm≤Xw 理论板 图解法 进料板位置 ·先画出辅助线和平衡线 ·画精馏段操作线，过点 (XD XD),截距为xp/R+1)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(XwXw)和精馏段 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)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 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
简捷法 使用吉利兰图，求出所需理论板数 RR→y=NN→w-ty R+1 W+1 1-Y 回流比影响 Rt,Nl,L、V匕、V↑，→QaQe↑ 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。 FIE +VTv +LI=VIy +L'I 双组份热量衡算 9 amol进料变成饱和蒸汽所需的热量 原料液的千摩尔汽化热 C(t地-te)+r_L'-L F
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 F I +V I + L I = V I + LI ( F ) ' kmol q C t 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
恒沸精馏 萃取精馏 1)原理： 恒沸物 a个 2)第三组份 塔顶出 塔底出 恒沸精馏 难选 易选 特殊蒸馏 加量受限 量变，0变 萃取精馏 3)加入位置 加料处 塔顶 4)能耗： 大 小 间歇精馏 1)非定态； 2)只有精馏段 操作方式：1)恒定R,xD↓。 2)恒定xD,R个；
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 2）第三组份 塔顶出 塔底出 难选 易选 加量受限 量变,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
r 板式塔 N,= r= Nr 理论板数 塔高 塔「总板效率 N。实际板数 .D= 4.V. π·u 塔径 等板 Z=(N。-1)H, 高度 板效率 单板效率 EM=-Ew 七m-l-Xn* ya*-y L点效率 Eov=y-yuL y*-yn+l
板式塔 塔高 塔径 等板 高度 塔 板 效 率 总板效率 单板效率 Z 1 = − ( N H p T ) 点效率 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 = 4
第二章吸收 总结
第二章 吸收 总结