化工原理清華第一章精餾

1、作業(yè)1評(píng)述1. 平衡數(shù)據(jù)的獲取: 請(qǐng)給出任意一個(gè)三元(或二元)體系的汽液平衡數(shù)據(jù). 請(qǐng)給出出處及獲取該數(shù)據(jù)的途徑. 為何不復(fù)印下來(lái)? 此處的主要目的是什么? 是找的過程和對(duì)所取數(shù)據(jù)的分析 (比如, 為什么用30kPa下的水-乙二醇數(shù)據(jù)?)作業(yè)1評(píng)述2. 分析簡(jiǎn)單蒸餾過程: 分析是否可以用簡(jiǎn)單蒸餾的方法從7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的乙醇發(fā)酵液制得75%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的醫(yī)用酒精? 如果可以, 最多可以得到多少. 一次不行, 可以多次. 思路一定要開闊. 此為該課程的特點(diǎn)之一. 那最多能得到多少呢? 物料衡算是該學(xué)科的重要方法之一. 作業(yè)1評(píng)述3. 某兩組分混合液100kmol，其中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.4

2、, 在101.33kPa下進(jìn)行平衡蒸餾， 最終所得液相產(chǎn)物中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)為0.3，試求所得汽相產(chǎn)物的量和組成。假設(shè)該體系為理想體系，相對(duì)揮發(fā)度為3.0。如果將操作壓力降低（即改為真空操作），那么兩相產(chǎn)物的量和組成會(huì)如何變化？ 硬套公式相對(duì)揮發(fā)度如何隨條件變化？（熱力學(xué)基礎(chǔ)）如何實(shí)現(xiàn)新的條件下的操作 （工程概念第四節(jié) 精餾原理及設(shè)計(jì)計(jì)算精餾流程精餾原理用何設(shè)備實(shí)現(xiàn)(可以用板式塔)設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算給出原料的量和組成提出產(chǎn)品的質(zhì)量要求(收率要求)設(shè)計(jì)內(nèi)容(板數(shù), 回流比, 塔徑?)處理方法(多級(jí)逆流; 理論級(jí)模型; 恒摩爾流簡(jiǎn)化假設(shè))級(jí)數(shù)：高度直徑：粗細(xì)回流比R：能耗 R=(1.1-2)Rm

3、inx n-1 ynyn+1 xnnn+1實(shí)際板數(shù)如何確定呢?理論板數(shù)/塔板效率塔板效率為什么不是100%? 需要從板結(jié)構(gòu)和流體流動(dòng)談起效率如何描述?第五節(jié) 板式塔設(shè)備塔板結(jié)構(gòu)板上流動(dòng)負(fù)荷性能圖板效率篩孔板;開孔;降液管;溢流堰.1 板式塔結(jié)構(gòu)（剖面）1 板式塔結(jié)構(gòu)（俯視）受液區(qū)安定區(qū)開孔區(qū)溢流堰降液管2 塔內(nèi)流動(dòng)總體：逆流流動(dòng)板上：錯(cuò)流流動(dòng)3 負(fù)荷性能圖什么是負(fù)荷性能圖？對(duì)汽液負(fù)荷變化的承受能力5條線及解釋如何得到的？實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)式L(m3/s)V (m3/s)12345氣量下限線為什么?漏液線可接受的程度? 10%return氣量上限線為什么?液沫夾帶線可接受的程度? 0.1kg液/kg氣(

4、汽)return液量下限線為什么?可接受的程度? 6mm堰頭高return液量上限線為什么?氣泡夾帶線可接受的程度? 3-5秒的停留時(shí)間return液泛線何謂液泛?淹塔原因: 液膜夾帶過量溢流液泛(流動(dòng)不暢)L(m3/s)V (m3/s)操作點(diǎn)與操作彈性4 板效率全塔效率: NT/N如何得到?大致數(shù)據(jù)?單板效率汽相Murphree效率液相Murphree效率123y1 xDy2 x1y3 x2例題（板效率）全塔效率和單板效率之區(qū)別問題: 各板的效率均為50%時(shí)，全塔效率是否也是50%？原因123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9某塔, 6塊

5、實(shí)際板, 全回流操作.單板效率均為50%, 已知平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5(苯甲苯體系), 測(cè)得塔頂組成為0.9. 試求全塔效率.123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9y1x1*x1y2x2*x2y6x6*x6xDyWy=x123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9y1=0.9, x1*=0.7826, x1=0.8413y2=0.8413, x2*=0.6795, x2=0.7604y3=0.7604, x3*=0.5594, x3=0.6599y4=0.6599, x4*=0.6370,

6、 x4=0.5485y5=0.5485, x5*=0.3270, x5=0.4377y6=0.4377, x6*=0.2374, x6=0.3376123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9y1x1*y2x2*ynxn*xDyWy=x求從0.9到0.3376所需的理論級(jí)數(shù)123546y1 xDyw x6y2 x1y3 x2y4 x3y5 x4y6 x5xD=0.9y=x求從0.9到0.3376所需的理論級(jí)數(shù)NT=3.1336效率=52.2%塔高 H = N實(shí)際 HT+ H頂 + H底塔徑 Uo 為空塔氣速板間距和空塔氣速的范圍 ? 工程的概念5 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)小結(jié)塔板結(jié)構(gòu)：受液區(qū)，安定區(qū)，開孔區(qū)，溢流堰，降液管板上流動(dòng)整體逆流，局部錯(cuò)流負(fù)荷性能圖: 其實(shí)全是流動(dòng)的非理想性所致漏液線，氣泡夾帶