基础化学实验教学示范《化工原理实验》课程教学课件（下册，讲稿）第一章 蒸馏 Distillation 1.5 双组分连续精馏的计算

一、理论塔板及恒摩尔流假设第一章二、全塔物料衡算三、精馏段物料衡算和操作线蒸馏四、提馏段物料衡算和操作线Distillation五、进料板物料衡算、热量衡算和进料方程第五节六、理论塔板数的计算双组分连续精留的七、回流比对精馏操作的影响计算及选择八、单板效率及全塔效率下页助滋画2025/11/11

2025/11/11 第一章 蒸 馏 Distillation 一、理论塔板及恒摩尔流假设 二、全塔物料衡算 三、精馏段物料衡算和操作线 四、提馏段物料衡算和操作线 五、进料板物料衡算、热量衡 算和进料方程 六、理论塔板数的计算 七、回流比对精馏操作的影响 及选择 八、单板效率及全塔效率 第五节 双组分连续精馏的 计算

理论塔板及恒摩尔流假设1、理论塔板L1离开这种板的气液两相达到平衡，而且塔板上的液相组成也可视为均匀。2、恒摩尔流假设的条件精馏段各板上升的蒸汽量相等，各板下降的液体量相等提馏段各板上升的蒸汽量相等，各板下降的液体量相等：精馏段和提留段的上升蒸汽量或下降液体量不一定相等。服返上页下页回2025/11/11

2025/11/11 一、理论塔板及恒摩尔流假设 1、理论塔板 离开这种板的气液两相达到平衡，而且塔板上的液相 组成也可视为均匀。 2、恒摩尔流假设的条件 精馏段各板上升的蒸汽量相等，各板下降的液体量相等； 提馏段各板上升的蒸汽量相等，各板下降的液体量相等； 精馏段和提留段的上升蒸汽量或下降液体量不一定相等

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二、全塔物料衡算总物料衡算：塔顶产品F=D+WD,XDL原料液对于易挥发组分：F,XF0Fxe = Dxp + Wxw塔底产品W,xw返页页上下回2025/11/11

2025/11/11 二、全塔物料衡算 总物料衡算： F  D W 对于易挥发组分： FxF  DxD WxW 原料液 F , xF 塔底产品 W , xW 塔顶产品 L D , xD V V’ L’

DWDXF-XWFXD-XwFF精馏操作中，通常原料处理量F和组成x是给定的。·当塔顶、塔底产品组成xp、xw已规定，产品的采出率D/F和W/F也随之确定，不能再自由选择；·当规定塔顶产品的产率D，质量xp，则塔底产品的质量xw及产率W也随之确定而不能自由选择；·在规定分离要求时，应使Dxp ≤FxFFXF塔顶产品的组成应满足XD2页返上下页回2025/11/11

2025/11/11 D W F W x x x x F D    F D F W 1 •精馏操作中，通常原料处理量F和组成xF 是给定的。 •当塔顶、塔底产品组成xD 、xW已规定，产品的采出率D/F 和W/F也随之确定，不能再自由选择； •当规定塔顶产品的产率D、质量xD ，则塔底产品的质量xW 及产率W也随之确定而不能自由选择； •在规定分离要求时，应使 DxD  FxF •塔顶产品的组成应满足 D Fx x F D 

塔顶易挥发组分回收率：易挥发组分从塔顶采出的I修L量占全部进料量中轻组分的百分数。5Dx D2×100%nDFxF福中塔底难挥发组分回收率：一W(1- xwx100%Nw =-F(1-xF)页返上下页回2025/11/11

2025/11/11 塔顶易挥发组分回收率：易挥发组分从塔顶采出的 量占全部进料量中轻组分的百分数。  100% F D D Fx Dx  塔底难挥发组分回收率： 100% (1 ) (1 )     F W W F x W x 

例1用常压连续精馏塔分1离苯-甲苯混合液。进料量为100kmol/h，苯的摩D,xpXp =0.5尔分率为0.50，要求塔顶F馏出液中苯的回收率为97%，釜液中甲苯的回收率为98%。求塔顶馏出液和釜液的流量和组成。W, Xw页返上下页回2025/11/11

2025/11/11 例1 用常压连续精馏塔分 离苯-甲苯混合液。进料 量为100 kmol/h，苯的摩 尔分率为0.50，要求塔顶 馏出液中苯的回收率为 97%，釜液中甲苯的回收 率为98%。求塔顶馏出液 和釜液的流量和组成。  0.5 F x F D D , x W W , x

三、 米精馏段物料衡算及操作线方程-对总物料：yiV=L+D'D,XDLX1Y2对易挥发组分：X2Vyn+1 = Lxn + DxDEYn+1 Xn返上页下页回2025/11/11

2025/11/11 对总物料： V  L  D 对易挥发组分： Vyn1  Lxn  DxD 三、精馏段物料衡算及操作线方程 L D , xD L xn V yn+1 1 y1 y x1 2 x2 2 n

LDfn+Yn+1XDL+DL+DL回流比R=D1R+Yn+1XnKDR+1R+1精段操作线方程上页返下页回2025/11/11

2025/11/11 D L R  ——回流比 ——精馏段操作线方程 n n D x R x R R y 1 1 1 1      n n D x L D D x L D L y    1 

-四、提馏段物料衡算及操作线方程-L'对总物料：mtmAL'=V'+Wm+对易挥发组分：L'x.=Vy.+Wxm+1提段操作线方程L'WYm+1fmYXwL'-WL'-W返上页页回2025/11/11下

2025/11/11 对总物料： L  V  W 对易挥发组分： m m Wxw L x V y       1 m m w x L W W x L W L y          1 提馏段操作线方程： 四、提馏段物料衡算及操作线方程 W , xw L’ xm V’ ym+1 m+1