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1、6.6 6.6 进料热状况的影响和进料热状况的影响和q q线方程线方程 6.6.1 6.6.1 五种五种进进料料热热状况状况6.6.3 6.6.3 q线线方程（方程（进进料方程）料方程）6.6.2 6.6.2 进料板物料恒算和热量恒算进料板物料恒算和热量恒算 本节学习要点本节学习要点:但但V、V及及L、L不一定相等，其不一定相等，其间间关系由关系由进进料状料状态态（q）决定，即）决定，即1 1、依恒摩、依恒摩尔尔流的假流的假设设可得：可得：精精馏馏段上升蒸汽量段上升蒸汽量V、下降液流量、下降液流量L恒恒为为常量；常量；提提馏馏段上升蒸汽量段上升蒸汽量V、下降液流量、下降液流量L亦亦为为常量。常
2、量。2 2、q线线方程是两操作方程是两操作线线交点的交点的轨轨迹方程，迹方程，进进料料热热状况的不同只影响提状况的不同只影响提馏馏段不影响精段不影响精馏馏段。段。过热过热蒸汽蒸汽进进料。料。在在实际实际生生产产中，引入塔内的原料有五种中，引入塔内的原料有五种不同的状况：不同的状况：冷冷进进料；料；泡点泡点进进料；料；气液混合气液混合进进料；料；饱饱和蒸汽和蒸汽进进料；料；平衡状态进料平衡状态进料 不平衡状态进料不平衡状态进料 不平衡状态进料不平衡状态进料6.7.1 6.7.1 五种五种进进料料热热状况状况 FLVLV图图6-276-27冷液进料冷液进料图图6-286-28泡点进料泡点进料 图图
3、6-296-29汽液混合进料汽液混合进料 VVLLFVFqF(1-q)FLLVFLVLVFLVLV图图6-306-30饱和蒸汽进料饱和蒸汽进料图图6-316-31过热蒸汽进料过热蒸汽进料 由于不同进料热状况的影响，使从进料由于不同进料热状况的影响，使从进料板上升蒸汽量及下降液体量发生变化，也即板上升蒸汽量及下降液体量发生变化，也即上升到精馏段的蒸汽量及下降到提馏段的液上升到精馏段的蒸汽量及下降到提馏段的液体量发生变化；即：有体量发生变化；即：有V、V和和 L、L之分。之分。精馏塔中两段的汽、液摩尔流量之间的精馏塔中两段的汽、液摩尔流量之间的关系与进料的热状况有关，通用的定量关系关系与进料的热状
4、况有关，通用的定量关系可通过进料板上的物料恒算与热量恒算来求可通过进料板上的物料恒算与热量恒算来求得。得。一、对进料板作物料恒算和热量恒算，恒一、对进料板作物料恒算和热量恒算，恒算范围见图算范围见图6 63232。(6(646)46)物料恒算：物料恒算：热热量恒算：量恒算：(6(647)47)6.6.2 6.6.2 进料板物料恒算和热量恒算进料板物料恒算和热量恒算加料板加料板FF,xF,hFL h F-1V HFL hFV H F+1图图632 加料板示意加料板示意图图H饱饱和和蒸汽的蒸汽的焓焓KJ/kmol；h饱饱和和液体的液体的焓焓KJ/kmol；hF原料液的原料液的焓焓KJ/kmol。同
5、同时时近似近似认为认为：hF-1=hF=h HF=HF+1=H式中：式中：两式整理后得：两式整理后得：令：令：即：即：(6(648)48)(6(650)50)(6(649)49)进进料料热热状况不同，状况不同，q值值亦不同。亦不同。q称称为进为进料料热热状况参数。状况参数。且得：且得：式式(6(651)51)与与式式(6(652)52)叫两段下流液与上叫两段下流液与上升气的关系式，非常有用。升气的关系式，非常有用。(6(652)52)(6(651)51)q值讨论值讨论：1、根据定、根据定义义式确定式确定q值值，有五种，有五种进进料状料状态态。2、过过冷液体冷液体q的的计计算式。算式。设进料温度
6、为设进料温度为tF，进料组成下的泡点、露点，进料组成下的泡点、露点分别为分别为tb、td，hF、H、h分分别为别为 原料液的原料液的焓焓、离开加料板离开加料板时饱时饱和蒸汽的和蒸汽的焓焓、饱饱和液体的和液体的焓焓。(6(653)53)式中：式中：r进料的摩尔汽化潜热；进料的摩尔汽化潜热；cpV（tF+td）/2下气体的比热容；下气体的比热容；3、过热过热蒸汽蒸汽q的的计计算式。算式。式中：式中：cpL（tb+tF）/2下液体的比热容；下液体的比热容；(6(654)54)4 4、对对于于饱饱和液体、气液混合物及和液体、气液混合物及饱饱和蒸汽三和蒸汽三种种进进料而言，料而言，q值值就等于就等于进进
7、料中的液相分率。料中的液相分率。设设液相分率液相分率为为a，则则气相分率气相分率为为（1-a）；）；进料焓：进料焓：即：即：气气液混合液混合进进料：料：(6(655)55)(6(656)56)饱饱和液体和液体进进料（泡点料（泡点进进料）：料）：饱饱和蒸汽和蒸汽进进料（露点料（露点进进料）：料）：(6(657)57)(6(658)58)提馏段操作线：提馏段操作线：（6-456-45）式（式（6-456-45）在前面讲到过，现将）在前面讲到过，现将式（式（6-6-5151）代入）代入式（式（6-456-45）中：）中：由于提馏段操作线截距由于提馏段操作线截距cc点与点与b b点（点（xW，xW）相
8、距很近，通常）相距很近，通常cc、b b两点作直线不准确。两点作直线不准确。因此现在另想一种方法作出提馏段操作线。因此现在另想一种方法作出提馏段操作线。（6-596-59）提馏段操作线的另外一种形式提馏段操作线的另外一种形式 连立精馏段操作线和提馏段操作线可得一连立精馏段操作线和提馏段操作线可得一交点交点q，联结，联结b点与点与q点也可作出点也可作出提馏段操作线。提馏段操作线。6.7.3 6.7.3 q线线方程（方程（进进料方程）料方程）q线方程为精馏段操作线与提馏段操作线交线方程为精馏段操作线与提馏段操作线交点点(q点点)轨迹的方程。轨迹的方程。因此可以由精馏段操作线方程与提馏段操因此可以由
9、精馏段操作线方程与提馏段操作线方程联立求解得出作线方程联立求解得出q线方程。线方程。精馏段操作线：精馏段操作线：提馏段操作线：提馏段操作线：（6-446-44）（6 63737）(6(651)51)(6(652)52)整理式整理式（6 63737）、）、（6-446-44）、）、(6(651)51)、(6(652)52)四式可得四式可得q线线方程方程：即：即：（660）q线线方程或方程或进进料方程。料方程。讨论：讨论：1、在、在进进料料热热状状态态一定一定时时，即，即q为为定定值值，则则式式（660）为为一直一直线线方程。方程。3、该该直直线线的斜率的斜率为为：2、q线线在在yx图图上是上是过
10、对过对角角线线上上e(xF，xF)点点d 的一条直的一条直线线；4 4、截距为：、截距为：5、不同、不同进进料料热热状状态态，q值值不同，其不同，其对对q线线的影的影响也不同。响也不同。图图6-346-34进进料料线线示意示意图图 五种五种进进料状况的料状况的q值值及及q线线方程的斜率方程的斜率在在x-y 图图上的位置上的位置 进进料状况料状况q值值斜率斜率q/(q-1)进进料料线线位置位置A，过过冷液冷液1B，泡点液体，泡点液体=1C，汽，汽-液混合物液混合物01D，露点蒸汽，露点蒸汽=00E，过热过热蒸汽蒸汽0图图6-346-34进进料料线线示意示意图图 精馏段操作线不变时，提馏段操作线与进精馏段操作线不变时，提馏段操作线与进料线位置有关。如图料线位置有关。如图6-34所示。所示。EndacexFxDf图图6-33 6-33 操作操作线的做法线的做法 五条线五个点五条线五个点 cbd（6 63737）（6-446-44）(6(651)51)(6(652)52)acexFxDf图图6-33 6-33 操作操作线的做法线的做法 五条线五个点五条线五个点 cdb