精馏段操作线方程在5-16虚线范围内作物料衡算。总物料衡算: V=L+D易挥发组分的物料衡算:Vyn+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;y-|||--|||-i-|||- i-|||-,-|||-dfrac ({x)_(D)}(R+1) .-|||-.-|||-i-|||-b i-|||-i-|||-xw XDx-|||-图 5-17 操作线的作法xn——精馏段第n板下降的液体组成,摩尔分率;由两式联立得:y-|||--|||-i-|||- i-|||-,-|||-dfrac ({x)_(D)}(R+1) .-|||-.-|||-i-|||-b i-|||-i-|||-xw XDx-|||-图 5-17 操作线的作法令R=L/D,R称为回流比,于是上式可写作:y-|||--|||-i-|||- i-|||-,-|||-dfrac ({x)_(D)}(R+1) .-|||-.-|||-i-|||-b i-|||-i-|||-xw XDx-|||-图 5-17 操作线的作法 (5-12)以上两式均称为精馏段操作线方程。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。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y-|||--|||-i-|||- i-|||-,-|||-dfrac ({x)_(D)}(R+1) .-|||-.-|||-i-|||-b i-|||-i-|||-xw XDx-|||-图 5-17 操作线的作法。即5-17所示的直线ac。在馏出液恒定时,回流液量由回流比决定。[例5-4]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)精馏段操作线方程?
精馏段操作线方程
在5-16虚线范围内作物料衡算。
总物料衡算: V=L+D
易挥发组分的物料衡算:Vyn+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——精馏段第n板下降的液体组成,摩尔分率;
由两式联立得:
令R=L/D,R称为回流比,于是上式可写作:
(5-12)
以上两式均称为精馏段操作线方程。
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。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
。即5-17所示的直线ac。
在馏出液恒定时,回流液量由回流比决定。
[例5-4]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)精馏段操作线方程?
题目解答
答案
:(1) V=L+D
D=V-L=850-670=180kmol/h
则: 
(2)回流比R:
(3)精馏段操作线方程:
(2)提馏段操作线方程
在5-18所示的范围内,作总物料衡算:
L’=V’+W
作易挥发组分的物料衡算:
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。
由上两式得:
(5-13)
上式称为提馏段操作线方程。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。
在稳定连续操作过程中,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
。即5-17所示的直线bq。
精馏段V、L与提馏段V’、L’有何关系?它与进料状况有关。
5.5.4进料热状况对操作线方程的影响
精馏塔在操作过程中,精馏段和提馏段汽液两相流量间的关系与精馏塔的进料热状况有关,因而进料热状况对精馏段和提馏段的操作线方程有直接的影响。