精馏段和提馏段操作线方程,化学单元操作,,,东明县职业中专,,目录,Contents,精馏段和提馏段操作线方程,精馏段操作线方程,,1,提馏段操作线方程,,2,操作线的作法,,3,,,目录,Contents,,精馏段和提馏段操作线方程,在精馏塔中，任意塔板（n 板）下降的液相组成xn与由其下一层塔板（n+1板）上升的蒸汽组成yn+1之间的关系称之为操作关系，描述它们之间关系的方程称为操作线方程操作线方程可通过塔板间的物料衡算求得在连续精馏塔中，因原料液不断从塔的中部加入，致使精馏段和提馏段具有不同的操作关系，现分别予以讨论精馏段和提馏段操作线方程,精馏段和提馏段操作线方程,1、 精馏段操作线方程,在图片虚线范围（包括精馏段的第n+1层板以上塔段及冷凝器）内作物料衡算，以单位时间为基准，可得：,总物料衡算：,V=L+D,易挥发组分的物料衡算：,V yn+1=Lxn+DxD,式中： V——精馏段内每块塔板上升的蒸汽摩尔流量，kmol/h； L——精馏段内每块塔板下降的液体摩尔流量，kmol/h； yn+1——从精馏段第n+1板上升的蒸汽组成，摩尔分率； xn——从精馏段第n板下降的液体组成，摩尔分率。
精馏段和提馏段操作线方程,将以上两式联立后，有：,令R=L/D，R 称为回流比，于是上式可写作：,以上两式均称为精馏段操作线方程精馏段和提馏段操作线方程,两点讨论,（1）该方程表示在一定操作条件下，从任意板下降的液体组成xn 和与其相邻的下一层板上升的蒸汽组成yn+1 之间的关系2）该方程为一直线方程，该直线过对角线上a(xD，xD)点，以R/(R+1)为斜率，或在y轴上的截距为xD/(R+1)精馏段和提馏段操作线方程,精馏段和提馏段操作线方程,2、 提馏段操作线方程,在图虚线范围（包括提馏段第m层板以下塔段及再沸器）内作物料衡算，以单位时间为基准，可得：,总物料衡算：,L’=V’+W,易挥发组分衡算：,L’xm=V’ym+1+WxW,式中： L’——提馏段中每块塔板下降的液体流量，kmol/h； V’——提馏段中每块塔板上升的蒸汽流量，kmol/h； xm——提馏段第m块塔板下降液体中易挥发组分的摩尔分率； ym+1——提馏段第m+1块塔板上升蒸汽中易挥发组分的摩尔分率精馏段和提馏段操作线方程,将以上两式联立后，有：,以上两式均称为提馏段操作线方程精馏段和提馏段操作线方程,两点讨论,（1）该方程表示在一定操作条件下，提馏段内自任意板下降的液体组成xm，和与其相邻的下一层板上升蒸汽组成ym+1之间的关系。
2）提馏段操作线方程为一直线方程，在定常连续操作过程中，该直线过对角线上b(xw，xw)点，以L’/V’为斜率，或在y轴上的截距为－WxW/V’精馏段和提馏段操作线方程,提馏操作线方程的其他表现形式,令：,——再沸比,再沸比R’是提馏段内各块塔板下降的液体量与塔底引出的釜液（馏残液）量之比则提馏操作线可改写为：,精馏段和提馏段操作线方程,例：将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分送入冷凝器的蒸气量为850kmol/h，流入精馏塔的回流液为670kmol/h，试求： 1、每小时能获得多少kmol/h的馏出液？多少kmol/h的釜液？ 2、回流比R为多少？ 3、写出精馏段操作线方程； 4、若进料为饱和液体，写出提馏操作线方程精馏段和提馏段操作线方程,解：（1） 依题意知：,V＝670kmol/h L＝670kmol/h,据： V＝L＋D, 馏出液量为： D＝V－L＝850－670=180kmol/h,据：,已知： xF＝0.24 xD＝0.95 xW＝0.03,精馏段和提馏段操作线方程,则： F＝180＋W0.24F＝180×0.95＋0.03W,解得： F＝788.6kmol/h（进料量）W＝608.6kmol/h（釜液量）,（2）据 R＝L/D,故回流比为：,精馏段和提馏段操作线方程,（3）据：,故精馏段操作线方程为：,精馏段和提馏段操作线方程,（4）由于进料为饱和液体，故 q＝1,则：,据：,故提馏段操作线方程为：,精馏段和提馏段操作线方程,3、 操作线的作法,用图解法求理论板层数时，需先在x–y图上作出精馏段和提馏段的操作线。
前已述及，精馏段和提馏段的操作线方程在x－y图上均为直线作图时，先找出操作线与对角线的交点，然后根据已知条件求出操作线的斜率（或截距），即可作出操作线精馏段和提馏段操作线方程,（1）精馏段操作线的作法,由：,当 xn＝xD时， yn+1＝xD说明精馏线有一点其横坐标与纵坐标相等，这一点必然落在对角线上，可从对角线上查找由分离要求xD和经确定的回流比R可计算出截距xD/(R＋1)由一点加上截距在x－y图上作出直线即为精馏操作线精馏段和提馏段操作线方程,（2）提馏段操作线的作法,由：,当 xm＝xW 时，ym+1＝xW 说明提馏线也有一点其横坐标与纵坐标相等，这一点必然落在对角线上，可从对角线上查找由分离要求 xW 和经确定的再沸比 R’ 可计算出截距－xW/(R’ ＋1)由一点加上截距在x－y图上作出直线即为提馏操作线精馏段和提馏段操作线方程,精馏段和提馏段操作线方程,由图可看出，提馏段操作线的截距数值很小因此，提馏段操作线不易准确作出，且这种作图方法不能直接反映出进料热状况的影响故提馏段操作线通常按以下方法作出（两点式）,先确定提馏段操作线与对角线的交点c，再找出提馏段操作线与精馏段操作线的交点d，直线cd即为提馏段操作线。
两操作线的交点可由联解两操作线方程而得精馏段和提馏段操作线方程,4.一连续精馏塔，泡点进料已知操作线方程如下： 精馏段 y = 0.8 x + 0.172 ，提馏段 y = 1.3 x – 0.018 求：原料液、馏出液、釜液组成及回流比谢谢观看,东明县职业中专,化工单元操作,,,。