返回北京化工大学化工原理电子课件
6.5 双组分精馏的设计计算
6.5.1 理论塔板数的计算
6.5.2 回流比的影响与选择
6.5.3 理论板的捷算法返回北京化工大学化工原理电子课件精馏操作分离要求：
（ 1） D,xD (W,xW)；
（ 2） xD,xW；
%1 0 0A
F
D
Fx
Dx?（ 3）
选择条件：
操作压力 p，回流比 R，进料热状态 q。
确定：塔板数 N
返回北京化工大学化工原理电子课件
6.5.1 理论塔板数的计算
1.逐板计算法
xn~yn符合平衡关系；
yn +1~ xn符合操作关系。
塔顶设全凝器，泡点回流。
塔顶全凝器
1x 平衡 xy D1?
2y 操作 qn xx
精馏段 （ n-1） 块板,第 n块为加料板 。
精馏段：
F,xF
D,xD
W,xW
yW
m-1
1
2
n
x1
x2
xn
xm-1
y2
y1
ym-1
返回北京化工大学化工原理电子课件提馏段：
xn ' 1 ny操作 ' 1 nx平衡 Wm xx '?
提馏段（ m-1）块板
2,图解法返回北京化工大学化工原理电子课件返回北京化工大学化工原理电子课件
3,最优加料位置的确定加料过晚 加料过早最优加料板位置,
qxx?
返回北京化工大学化工原理电子课件
6.5.2 回流比的影响与选择
1,回流比对精馏操作的影响
R 操作线远离平衡线 TN 设备费
',,VVL 冷凝器、再沸器热负荷
操作费返回北京化工大学化工原理电子课件返回北京化工大学化工原理电子课件
2,全回流与最少理论板数全回流与最少理论板数返回北京化工大学化工原理电子课件操作线：
nn xy1
平衡线：
nn
nn
n x
xy
)1(1
第 1块板,全凝器
Dxy?1
或
D
B
A
B
A
x
x
y
y )()(
1?
则
D
B
A
B
A
B
A
x
x
y
y
x
x )(1)(1)(
1
1
1
1
第 2块板：
D
B
A
B
A
B
A
x
x
x
x
y
y )(1)()(
1
12
D
B
A
B
A
B
A
x
x
y
y
x
x )(1)(1)(
21
2
2
2
返回北京化工大学化工原理电子课件
D
B
A
WN
W
B
A
x
x
x
x )(1)(
21
NT块板后
TN WN21?
1
lg
)()(lg
m i n?
W
A
B
D
B
A
T
x
x
x
x
N （不包括再沸器）
底顶
α 相差不大时：
双组分：
1
lg
)
1
)(
1
(lg
m i n?
W
W
D
D
T
x
x
x
x
N
（不包括再沸器）
返回北京化工大学化工原理电子课件最小回流比,对于 一定的分离任务,所需理论板为无穷多时所对应的回流比。
3,最小回流比返回北京化工大学化工原理电子课件一般形状的平衡线：
qD
qD
xx
yx
R
R
1m i n
m i n
qq
qD
xy
yxR
m i n
斜率法截矩法,A
R
x D?
1m in minR
公式法,
q=1时,xq=xF
q=0,yq=xF
F
D
F
D
x
xa
x
x
aR 1
)1(
1
1
m i n
11 )1(11m i n
F
D
F
D xxaxaxaR
返回北京化工大学化工原理电子课件返回北京化工大学化工原理电子课件不同平衡线形状的最小回流比
qq
qD
xy
yxR
m i n
返回北京化工大学化工原理电子课件
4,适宜回流比适宜回流比,m i n)0.2~2.1( RR?
返回北京化工大学化工原理电子课件
6.5.3 理论板的捷算法
1、先算 Rmin
2,R=(1.1-2)Rmin
3,Nmin?由坐标 Y?N
注意：
N,Nmin不包括再沸器。
返回北京化工大学化工原理电子课件例 1、用一精馏塔分离甲醇 -水混合液，已知：
xF=0.628(摩尔分率，下同 ),xD=0.965,xW=0.03,泡点进料，回流比 R=1.95,.
试,按逐板计算法确定理论塔板数。并近似用图解法表示第二块板下降液体组成和上升蒸汽组成。
例 2、在常压连续精馏塔中分离苯 -甲苯混合液，已知
XF=0.4（摩尔分率、下同）,XD=0.97,Xw=0.04 相对挥发度 α=2.47 。 试分别求以下三种进料方式下的最小回流比和全回流下的最小理论板数。
（ 1）冷液进料 q=1.387（ 2）泡点进料（ 3）饱和蒸汽进料
6.5 双组分精馏的设计计算
6.5.1 理论塔板数的计算
6.5.2 回流比的影响与选择
6.5.3 理论板的捷算法返回北京化工大学化工原理电子课件精馏操作分离要求：
（ 1） D,xD (W,xW)；
（ 2） xD,xW；
%1 0 0A
F
D
Fx
Dx?（ 3）
选择条件：
操作压力 p，回流比 R，进料热状态 q。
确定：塔板数 N
返回北京化工大学化工原理电子课件
6.5.1 理论塔板数的计算
1.逐板计算法
xn~yn符合平衡关系；
yn +1~ xn符合操作关系。
塔顶设全凝器，泡点回流。
塔顶全凝器
1x 平衡 xy D1?
2y 操作 qn xx
精馏段 （ n-1） 块板,第 n块为加料板 。
精馏段：
F,xF
D,xD
W,xW
yW
m-1
1
2
n
x1
x2
xn
xm-1
y2
y1
ym-1
返回北京化工大学化工原理电子课件提馏段：
xn ' 1 ny操作 ' 1 nx平衡 Wm xx '?
提馏段（ m-1）块板
2,图解法返回北京化工大学化工原理电子课件返回北京化工大学化工原理电子课件
3,最优加料位置的确定加料过晚 加料过早最优加料板位置,
qxx?
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6.5.2 回流比的影响与选择
1,回流比对精馏操作的影响
R 操作线远离平衡线 TN 设备费
',,VVL 冷凝器、再沸器热负荷
操作费返回北京化工大学化工原理电子课件返回北京化工大学化工原理电子课件
2,全回流与最少理论板数全回流与最少理论板数返回北京化工大学化工原理电子课件操作线：
nn xy1
平衡线：
nn
nn
n x
xy
)1(1
第 1块板,全凝器
Dxy?1
或
D
B
A
B
A
x
x
y
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1?
则
D
B
A
B
A
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A
x
x
y
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x )(1)(1)(
1
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1
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第 2块板：
D
B
A
B
A
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A
x
x
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y
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1
12
D
B
A
B
A
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A
x
x
y
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2
2
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返回北京化工大学化工原理电子课件
D
B
A
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21
NT块板后
TN WN21?
1
lg
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W
A
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D
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x
x
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N （不包括再沸器）
底顶
α 相差不大时：
双组分：
1
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m i n?
W
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D
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x
x
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N
（不包括再沸器）
返回北京化工大学化工原理电子课件最小回流比,对于 一定的分离任务,所需理论板为无穷多时所对应的回流比。
3,最小回流比返回北京化工大学化工原理电子课件一般形状的平衡线：
qD
qD
xx
yx
R
R
1m i n
m i n
qD
xy
yxR
m i n
斜率法截矩法,A
R
x D?
1m in minR
公式法,
q=1时,xq=xF
q=0,yq=xF
F
D
F
D
x
xa
x
x
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)1(
1
1
m i n
11 )1(11m i n
F
D
F
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返回北京化工大学化工原理电子课件返回北京化工大学化工原理电子课件不同平衡线形状的最小回流比
qD
xy
yxR
m i n
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4,适宜回流比适宜回流比,m i n)0.2~2.1( RR?
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6.5.3 理论板的捷算法
1、先算 Rmin
2,R=(1.1-2)Rmin
3,Nmin?由坐标 Y?N
注意：
N,Nmin不包括再沸器。
返回北京化工大学化工原理电子课件例 1、用一精馏塔分离甲醇 -水混合液，已知：
xF=0.628(摩尔分率，下同 ),xD=0.965,xW=0.03,泡点进料，回流比 R=1.95,.
试,按逐板计算法确定理论塔板数。并近似用图解法表示第二块板下降液体组成和上升蒸汽组成。
例 2、在常压连续精馏塔中分离苯 -甲苯混合液，已知
XF=0.4（摩尔分率、下同）,XD=0.97,Xw=0.04 相对挥发度 α=2.47 。 试分别求以下三种进料方式下的最小回流比和全回流下的最小理论板数。
（ 1）冷液进料 q=1.387（ 2）泡点进料（ 3）饱和蒸汽进料
