精餾塔理論板層數除了可用前述的逐板計算法和圖解法求算外 還可用簡捷法計算 通常采用的簡捷法為吉利蘭關聯圖 吉利蘭關聯圖 1 5 6簡捷法求理論板層數 1 先按設計條件求出最小回流比Rmin 并選擇操作回流比R 計算全回流下的最少理論板層數Nmin 利用吉利蘭關聯圖 計算全塔理論板層數N 用精餾段的最小理論板層數Nmin1代替全塔的Nmin 確定適宜的進料板位置 簡捷法求理論板層數的步驟 2 由芬斯克方程式 m1為精餾段平均相對揮發度 3 待分離的物系為水溶液 1 直接蒸汽加熱應用背景及意義 省掉再沸器 減少設備費 水為難揮發組分 提高加熱蒸汽利用率 節約能耗 減少操作費 直接蒸汽加熱的應用背景 直接蒸汽加熱的意義 1 5 7幾種特殊情況下理論板層數的求法 1 直接蒸汽加熱 4 直接蒸汽加熱 5 直接蒸汽加熱精餾塔的精餾段操作線和q線與常規塔相同 但提餾段操作線方程應予修正 2 直接蒸汽加熱理論板層數的計算 總物料衡算 易揮發組分衡算 6 對于塔內恒摩爾流動 當 則 提餾段操作線與橫軸的交點坐標為g xW 0 提餾段操作線方程 一 直接蒸汽加熱 7 xD a b xW c xF e f d 1 2 3 4 5 直接蒸汽加熱時理論板層數的圖解法 8 在工業生產中 時常會遇到所分離的原料液組成不同或所需的產品組成不同 此種情況需要采用多側線的精餾塔 多側線進料 多側線出料 多側線的精餾塔 2 多側線的精餾塔 9 1 多側線進料 分離組分相同而濃度不同原料液 則應在不同塔板位置上設置相應進料口 多側線進料 兩股進料的精餾塔 精餾段 提餾段 中間段 10 總物料衡算 易揮發組分衡算 操作線方程 二 多側線的精餾塔 中間段 11 各段間氣 液負荷的關系 二 多側線的精餾塔 12 兩股進料的精餾塔最小回流比的確定 由ab線斜率求Rmin1 由ck線斜率求Rmin2 選擇較大者作為Rmin 13 2 多側線出料 為了獲得不同規格的精餾產品 則可根據所要求的產品組成在塔的不同位置上開設側線出料口 多側線出料 有側線采出的精餾塔 精餾段 提餾段 中間段 14 總物料衡算 易揮發組分衡算 操作線方程 中間段 15 有側線采出精餾塔的操作線 16 1 板式塔有效高度的計算 1 基本計算公式 板式塔有效高度是指安裝塔板部分的高度 其計算方法是 先通過板效率將理論板層數換算為實際板層數 再選擇合適的板間距計算板式塔的有效高度 實際塔板層數 塔板間距 1 5 8塔高和塔徑的計算 17 2 塔板效率 塔板效率反映了實際塔板的氣液兩相傳質的完善程度 1 總板效率 總板效率反映塔中各層塔板的平均效率 因此它是理論板層數的一個校正系數 其值恒小于1 全塔效率 18 2 單板效率 單板效率又稱默弗里 Murphree 效率 它是以混合物經過實際板的組成變化與經過理論板的組成變化之比來表示的 單板效率既可用氣相組成表示 也可用液相組成表示 分別稱為氣相單板效率和液相單板效率 19 氣相單板效率 液相單板效率 單板效率分析 20 3 點效率 點效率是指塔板上各點的局部效率 點效率分析 21 3 填料塔有效高度的計算 基本計算公式 等板高度獲取途徑 經驗公式計算 查有關填料手冊 實驗測定 22 1 基本計算公式 精餾段與提餾段分別計算 相差不大取較大者作為塔徑 相差較大采用變徑塔 計算塔徑后應進行圓整 精餾塔直徑計算式 提示 2 塔徑 23 2 蒸氣體積流量的計算 精餾段體積流量的計算 操作壓力較低時 氣相可視為理想氣體混合物 24 提餾段體積流量的計算 操作壓力較低時 氣相可視為理想氣體混合物 25 冷凝器的熱量衡算 kJ h 冷凝器的熱負荷 以單位時間為基準 對冷凝器熱量衡算 忽略熱損失 1 5 9連續精餾裝置的熱量衡算和節能 1 塔頂冷凝器熱量衡算 26 2 塔低再沸器熱量衡算 飽和蒸汽加熱 加熱蒸汽的汽化熱 27 3 精餾過程的節能途徑 1 減小操作回流比 R L V 能耗 R NT NP一定 需提高ET 采用高性能新型塔板代替原有塔板 提高效率 采用高效塔填料代替原有塔板 提高效率 示例 28 2 降低塔釜操作溫度 塔壓降 P 釜溫tW 能耗 采用高效塔填料代替原有塔板 降低塔壓降 示例 29 3 熱泵精餾 將塔頂蒸氣絕熱壓縮升溫 作為再沸器的熱源 將再沸器中的液體部分汽化 而壓縮氣體本身冷凝成液體 經節流閥后一部分作為塔頂產品采出 另一部分作為塔頂回流液 熱泵精餾技術 1 精餾塔2 壓縮機3 再沸器4 節流閥 30 4 多效精餾 將幾個精餾塔串聯 操作壓力依次降低 前一精餾塔的塔頂蒸氣作為后一精餾塔的再沸器的加熱介質 故除兩端精餾塔外 中間的精餾塔不需從外界引入加熱和冷卻介質 多效精餾技術 P1 P2 P3t1 t2 t3 31 5 原料預熱 將原料預熱可回收精餾過程的熱能 減少精餾過程的能耗 原料預熱有兩種流程 用塔頂蒸氣預熱原料 用塔釜采出液預熱原料 32 原料預熱回收精餾過程的熱能 33 原料預熱回收精餾過程的熱能 34 1 5 10精餾塔的操作和調節 自學 物料平衡對精餾操作的影響和制約 塔頂回流對精餾操作的影響和制約 進料組成和熱狀況對精餾操作的影響和制約 精餾產品的質量控制和調節 自學提綱 35 思考題 作業題 12 13 15 1 多側線的精