物料衡算在精馏塔中的应用及作用分析

物料衡算的任务是:(1)根据设计任务所给定的处理原料量、原料浓度及分离要求(塔顶、塔底产品的浓度),计算出每小时塔顶、塔底的产量;(2)在加料热状态q和回流比R选定后,分别算出精馏段和提馏段的上升蒸气量和下降液体量;(3)写出精馏段和提馏段的操作线方程。通过物料衡算可以确定精馏塔中各股物料的流量和组成情况,塔内各段的上升蒸气量和下降液体量,为计算理论板数以及塔径和塔板结构参数提供依据。

通常,原料量和产量都以kg/h或t/a来表示,但在理论板计算时均须转换为kmol/h;在塔板设计时,气、液流量又须用m3/s来表示。因此,要注意在不同场合应使用不同流量单位。

全塔总物料衡算:

下降液体量

若以塔顶轻组分为主要产品,则回收率η为

若加料热状态q和回流比R已经确定,则可求出塔内气、液两相流量。

精馏段:上升蒸气量

下降液体量(www.xing528.com)

操作线方程

操作线方程

提馏段:上升蒸气量

下降液体量

操作线方程

式中,F,xF分别为原料液的流量(kmol/h)和轻组分摩尔分数(mol/mol);D,xD分别为塔顶产品的流量(kmol/h)和轻组分摩尔分数(mol/mol);W,xW分别为塔底产品的流量(kmol/h)和轻组分摩尔分数(mol/mol);xn,yn分别为离开第n块塔板的气、液两相中轻组分摩尔分数(mol/mol)。

式中,F,xF分别为原料液的流量(kmol/h)和轻组分摩尔分数(mol/mol);D,xD分别为塔顶产品的流量(kmol/h)和轻组分摩尔分数(mol/mol);W,xW分别为塔底产品的流量(kmol/h)和轻组分摩尔分数(mol/mol);xn,yn分别为离开第n块塔板的气、液两相中轻组分摩尔分数(mol/mol)。