R 1 yn xn 1 xD R 1 R 1
R'1 1 ym 1 xm xW R' R'
Qc与QB增大
W
q值一定，R增加，R’增加，理论板减少； 对于一定理论板，R增加，xD增加，xW减少
2013-8-14
（2）R值一定， q值对理论板的影响 xD， q2
q3
q值改变，进料状 态改变，改变提 馏段操作线 R值一定， QF+QB之和为一
L1 L2 ...... Lm L
2013-8-14
W, xW
由于进料的影响，两段上升蒸气的摩尔流量V和V’不一定相等 由于进料的影响，两段下降液体的摩尔流量L和L’不一定相等
恒摩尔流假设的条件
（1）各组分的摩尔汽化潜热相等； （2）气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略 ；
（3）塔设备保温良好，热损失可以忽略。
例题6－5（P249）
2013-8-14
三、进料热状态参数q
进料热状况：
(1)温度低于泡点的冷液体；
(2)泡点温度的饱和液体；
(3)温度介于泡点和露点之间的气液混合物； (4)露点温度的饱和蒸气； (5)温度高于露点的过热蒸气。
进料热状况影响L、L’及V、V ’之间的关系
精馏段的液 汽比
V LD
L 转化为 V ( 1) D D
L D x 1 x yn n 1 D L L 1 1 D D L ——回流比 R D
R 1 yn xn 1 xD ——精馏段操作线方程 R 1 R 1
L D yn xn 1 xD V V
（2）对于饱和蒸汽进料
L L
q0
V V F
2013-8-14
（3）汽液混合物进料
F LF VF
L L LF
V V VF
0 q 1
L L LF q F F
FxF LF x VF y
若进料中汽相组成为y，液相组成为x，由物料衡算
xF qx (1 q) y
y2
平衡关系
x y 1 ( 1) x
2013-8-14
x2
操作关系
y3
…… xm xw
提馏段
m-1层
六、回流比与进料状态对精馏过程的影响
Qv
QR QD
R L D
QC VrC
Qc
L RD
V (R 1)D
D, xD
L' L qF
V ' V (q 1) F
2013-8-14
f2 f4 f5 f3
f1
2013-8-14
五、理论塔板层数的求法
1.图解方法 4 5 I 6 2 3 f F q 1 D
W xW xF xD
2013-8-14
2．逐板计算法
1）精馏段
y1 xD
x y
（已知）
平衡关系
x1
( 1) y
操作关系
R x D y2 y2 x1 R 1 R 1
R 1 yn xn 1 xD R 1 R 1
( R 1) xF (q 1) xD xf Rq
yf
RxF qxD Rq
q xF y x q 1 q 1
2013-8-14
a
y b c xW xF x xD
f
d
e
2013-8-14
进料热状况对q线及操作线的影响
2013-8-14
一、物料衡算
1、全塔物料衡算
对总物料：
D, xD F, xF
F D W
对于易挥发组分：
FxF DxD WxW
W, xW
2013-8-14
D xF xW F xD xW
W D xD xF 1 F F xD xW
•当塔顶、塔底产品组成xD、xW及产品质量已规定，产品的 采出率D/F和W/F也随之确定，不能再自由选择； •当规定塔顶产品的流量D和组成xD确定，则塔底产品的组 成xW及流量W也随之确定而不能自由选择； •在规定分离要求时，应使
D F R' ( R 1) (q 1) W W
xF xW xD xW R' ( R 1) (q 1) xD xF xD xF
2013-8-14
（四）、操作线的绘制与q线方程
1.精馏段操作线
R 1 yn xn 1 xD R 1 R 1
R'1 1 ym 1 xm xW R' R'
2013-8-14
q定义式
单位进料流量所引起的提馏段与精馏段下降液体流量之差
L L q F
q的计算
对进料板作物料衡算：
L L qF
F V L V L
V V (q 1) F
2013-8-14
（1）对于泡点进料
L F L
V V
q 1
一、物料衡算和操作线
第六章 蒸馏 Distillation
第三节 两组分连续精馏的 分析和计算
二、理论板及恒摩尔流 三、进料热状态参数q 四、操作线方程与q线方程 五、理论塔板层数的计算
六、回流比与进料热状态对精馏过程的
影响 七、塔顶液相回流比的选择 八、理论板数的捷算法 九、精馏塔的操作计算 十、直接蒸气加热及两股进料的精馏塔
2013-8-14
（三）、塔釜汽相回流比R’与塔顶液相回流R及进料热状态 参数q的关系式
R' V ' / W及V ( R 1) D
V V (q 1) F
得R’与R及q的关系式
R'W ( R 1) D (q 1) F
D xF xW F xD xW 将 代入 W xD xF W xD xF
2013-8-14
二、恒摩尔流量的假设
1、精馏段
每层塔板上升蒸气的摩尔流量皆相等
L L L L F, x L
F
V1 V2 ...... Vn V
每层塔板下降液体的摩尔流量皆相等
V V V V’ V’
D, xD
L1 L2 ...... Ln L
2、提馏段
L’ L’
V ......V V V1 2 m
2 2
xN
2013-8-14

若塔顶采用全凝器，y1=xD ，xN=xW
xW xD 1 x 1 2 ...... N 1 x D W
q 1
2013-8-14
c pL (tb t F ) r
（5）过热蒸汽进料
( L L' )r FC pV (t F td )
L L qF
q
c pV (t F t d ) r
r － 进料在td时的摩尔汽化热
cpV－温度(td+tF)/2时的进料液体摩尔热容
对于饱和液体、汽液混合物及饱和蒸汽三种进料而言，q 值就等于进料中的液相分率。
D F R' ( R 1) (q 1) W W
QF
q
F, xF
R'
Q’
QB V ' rb
QB
V' W
QW
xF xW xD xW R' ( R 1) (q 1) xD xF xD xF
W , xW
2013-8-14
（一） R、q及R’对冷凝器及蒸馏釜的热负荷影响
2013-8-14
LF F LF xF x y F F y xF q yx
（4）对于冷液进料
(V V )r FC pL (tb t F )
q 1
r－进料在tb时的摩尔汽化热 cpL－温度(tb+tF)/2时的进料液体摩尔热容
V V (q 1) F
q1
xF,
xw 一定
q4 q5
定值， q越大，QF小， 板越少
R值一定，N一定
QF+QB之和为一定值， QF小，QB大，产品纯度大
2013-8-14
（3）R’一定时，q值对理论板的影响
xD， q2 q3
q值改变，进料状态 改变，改变精馏段 操作线 R’值一定，
q1
xF,
xw 一定 q5
q4
q越小，QF大，板越少 ，塔顶R增大，Qc增大 。
R’值一定，N一定
QB为一定值， QF大，R大，产品纯度大
2013-8-14
七、塔顶液相回流比的选择
（一）、全回流及最少理论板层数
全回流时，D=0， F=0，W=0 ；达到给定分离程度所需
的理论板层数最少为Nmin。
1）Nmin的求法
a）图解法
R 1 yn xn 1 xD R 1 R 1
2013-8-14
平衡关系
x2
( 1) y
y2
x2
操作关系
R x y3 x2 D R 1 R 1
y3
……
xn xF
精馏段
泡点进料 n-1层
2）提馏段 提馏段操作线
L qF W y2 x1 xW L qF W L qF W
x1 xn（已知）
已知F和D
（1）当q为定值，R增加，冷凝器的热负荷和蒸馏釜的热 负荷都大。
若塔顶蒸气V全部冷凝为泡点液体，冷凝器热负荷Qc＝Vrc 蒸馏釜的热负荷QB=V’rb
2013-8-14
（2）R为一定值，进入冷凝器的蒸汽量 V ( R 1) D为定值， 冷凝器的热量为定值。 塔顶和塔底产品流量和组成一定时，QD和QW为定值 全塔热量衡算: QF+QB=QC+QD＋QW