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精餾計算是方法有哪些?

作者:  來源:  更新時間:2024-7-8  點擊次數:

        精餾計算的方法有哪些呢?

        精餾計(ji)算(suan) 主要是(shi)精餾塔的(de)(de)(de)計(ji)算(suan)。不(bu)論(lun)是(shi)板(ban)式塔或是(shi)填(tian)充塔,通常都(dou)按分(fen)級接觸傳質的(de)(de)(de)概念來計(ji)算(suan)理(li)論(lun)板(ban)數。對于雙組(zu)分(fen)精餾塔的(de)(de)(de)設計(ji)計(ji)算(suan),通常給定的(de)(de)(de)設計(ji)條件有:液體混合物(料液)的(de)(de)(de)量和(he)(he)濃度f(以(yi)易揮發組(zu)分(fen)的(de)(de)(de)摩(mo)爾分(fen)率(lv)表(biao)示),以(yi)及(ji)塔頂和(he)(he)塔底產品的(de)(de)(de)濃度和(he)(he)。計(ji)算(suan)所需(xu)的(de)(de)(de)理(li)論(lun)板(ban)數 和(he)(he)實際板(ban)數P 。
 
        計算前必須先確定合理(li)的(de)回流(liu)比(bi)。理(li)論塔板數的(de)計算方法有:
        ①圖(tu)(tu)解法(fa)(fa)  最常(chang)用的(de)(de)(de)是麥凱勃-蒂利圖(tu)(tu)解法(fa)(fa)(美(mei)國W.L.麥凱勃和(he)E.W.蒂利在1925年合作設計(ji)的(de)(de)(de)雙組(zu)分(fen)精餾理論板(ban)計(ji)算(suan)的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)解方法(fa)(fa))用于雙組(zu)分(fen)精餾計(ji)算(suan)。此法(fa)(fa)假定(ding)流(liu)經(jing)精餾段的(de)(de)(de)汽相(xiang)摩爾(er)流(liu)量和(he)液(ye)(ye)相(xiang)摩爾(er)流(liu)量以及提餾段中的(de)(de)(de)汽液(ye)(ye)兩相(xiang)流(liu)量和(he)都保(bao)持恒定(ding)。此假定(ding)通常(chang)稱為(wei)恒摩爾(er)流(liu)假定(ding),它適用于料液(ye)(ye)中兩組(zu)分(fen)的(de)(de)(de)摩爾(er)汽化潛熱大(da)致(zhi)相(xiang)等、混合時熱效應不大(da)、而且兩組(zu)分(fen)沸點相(xiang)近的(de)(de)(de)系統。圖(tu)(tu)解法(fa)(fa)的(de)(de)(de)基礎是組(zu)分(fen)的(de)(de)(de)物料衡(heng)算(suan)和(he)汽液(ye)(ye)平衡(heng)關系。
        取(qu)精餾(liu)段(duan)(duan)第(di)(di)(di)板(ban)至塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)的塔(ta)(ta)(ta)段(duan)(duan)(圖2[ 精餾(liu)段(duan)(duan)物(wu)(wu)料(liao)衡(heng)算] 精餾(liu)段(duan)(duan)物(wu)(wu)料(liao)衡(heng)算)為對象,作(zuo)(zuo)易揮發(fa)(fa)組分(fen)(fen)物(wu)(wu)料(liao)衡(heng)算得:式中為塔(ta)(ta)(ta)頂(ding)產品流量(liang);為離開(kai)第(di)(di)(di)板(ban)的液相濃(nong)度(du);+為離開(kai)第(di)(di)(di) +1板(ban)的汽相濃(nong)度(du)。此(ci)式稱精餾(liu)段(duan)(duan)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)線(xian)方(fang)程,在- 圖上是斜率(lv)為/的直線(xian)。同樣取(qu)提餾(liu)段(duan)(duan)第(di)(di)(di)板(ban)至塔(ta)(ta)(ta)底的塔(ta)(ta)(ta)段(duan)(duan)為對象,作(zuo)(zuo)易揮發(fa)(fa)組分(fen)(fen)物(wu)(wu)料(liao)衡(heng)算得為塔(ta)(ta)(ta)底產品流量(liang)。此(ci)式稱為提餾(liu)段(duan)(duan)操(cao)(cao)作(zuo)(zuo)線(xian)方(fang)程。
        將汽(qi)液平衡關系和(he)兩(liang)條操作(zuo)(zuo)線(xian)方(fang)程繪(hui)在(zai) -直角坐標上(shang)。根(gen)據(ju)(ju)理論板(ban)的定義,離開(kai)任(ren)一(yi)(yi)塔(ta)(ta)板(ban)的汽(qi)液兩(liang)相(xiang)濃(nong)度 與,必(bi)在(zai)平衡線(xian)上(shang),根(gen)據(ju)(ju)組分的物(wu)料衡算,位于同一(yi)(yi)塔(ta)(ta)截面(mian)的兩(liang)相(xiang)濃(nong)度與+, 必(bi)落(luo)在(zai)相(xiang)應(ying)塔(ta)(ta)段的操作(zuo)(zuo)線(xian)上(shang)。在(zai)塔(ta)(ta)頂產(chan)品濃(nong)度d和(he)塔(ta)(ta)底產(chan)品濃(nong)度范(fan)圍(wei)內,在(zai)平衡線(xian)和(he)操作(zuo)(zuo)線(xian)之間作(zuo)(zuo)梯級,每梯級代(dai)表一(yi)(yi)塊(kuai)理論板(ban),總梯級數(shu)即(ji)為所需的理論板(ban)數(shu),跨越兩(liang)操作(zuo)(zuo)線(xian)交點(dian)的梯級為加料板(ban)。計入全塔(ta)(ta)效(xiao)率(lv),即(ji)可算得實際板(ban)數(shu)P(見級效(xiao)率(lv));或根(gen)據(ju)(ju)等板(ban)高(gao)度,從理論板(ban)數(shu)即(ji)可算出填充層高(gao)度(見微分接觸傳(chuan)質設備(bei))。
        ②捷算法  用(yong)作(zuo)粗略(lve)估(gu)算,首先(xian)根據(ju)芬(fen)斯克方程,(美國(guo)M.R.芬(fen)斯克1932年(nian)建(jian)立的全回流理論板數計(ji)算方程)算出采用(yong)全回流操作(zuo)達到給(gei)定產(chan)品濃(nong)度(du)d和所需的最少理論板數min(包括再沸(fei)器):
        為待分(fen)離兩組分(fen)間的(de)(de)全塔的(de)(de)平均(jun)相對揮(hui)發(fa)(fa)度,常取塔頂和塔底處的(de)(de)相對揮(hui)發(fa)(fa)度的(de)(de)幾何平均(jun)值。再由 min、最小(xiao)回流比(bi)min和選用的(de)(de)回流比(bi),從吉利蘭經驗(yan)關聯(lian)式(1940年(nian)美(mei)國E.R.吉利蘭建立(li)的(de)(de)計算理論(lun)板數關聯(lian)式):
        求出所需的(de)理論板數。對(dui)于相對(dui)揮發度在全(quan)塔(ta)接(jie)近(jin)常數的(de)系(xi)統,即接(jie)近(jin)于理想溶液(ye)的(de)混合液(ye)的(de)分(fen)(fen)離(li),捷算(suan)法(fa)較(jiao)可靠,并(bing)可推廣到估算(suan)多組分(fen)(fen)料液(ye)的(de)精餾(liu)。捷算(suan)法(fa)在作整個生產過程的(de)優化計算(suan)時常被采用,以節(jie)省時間(jian)。
 
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