6.4 精馏 6.4.1 精馏原理（ 1 ）精馏过程

6.4 精馏 6.4.1 精馏原理（1）精馏过程馏出液进料釜液板式塔进料板以上称为精馏段 —— 精制汽相中的易挥发组分。进料板以下（包括进料板）称为提馏段 —— 提浓液相中难挥发组分。塔顶产品称为馏出液 —— 富含易挥发组分。塔底产品称为釜液 —— 富含难挥发组分。

L0 V2 （2）精馏原理 ① 回流塔顶液相回流和塔底汽相回流，为偏离平衡的气液相在塔内各板上提供了接触条件，实现了气液相间的质量传递。 V2与L0是偏离平衡的气液相，在塔板上接触，进行质量传递，浓度变化趋向于平衡组成。

② 传质推动力 ③ 传质方向易挥发组分：液相→汽相；难挥发组分：汽相→液相。易挥发组分沿塔高方向增加，而温度沿塔高方向降低。 ④ 热量传递过程液体汽化所需热量由蒸汽冷凝提供。

⑤ 过程控制 精馏过程速率由传质过程控制。（3）传质设备板式塔—逐级接触式设备；填料塔—微分接触式设备。填料塔板式塔

理论塔板 （4）理论塔板（平衡级）的概念理论塔板：指这样一块塔板，当汽、液两相在其上进行接触传质时，离开该塔板的两相在传质、传热方面都达到了平衡。即汽、液两相的温度相同、组成互呈平衡，常又称为平衡级。总板效率注意：N不包括塔釜（再沸器）

qnD, xD qnF, zF qnW, xW 精馏塔 6.4.2 精馏过程的描述计算类型：操作型计算、设计型计算。计算依据： ▲物料衡算； ▲ 热量衡算； ▲ 相平衡关系； ▲ 归一方程。 (1) 精馏过程物料衡算 ① 全塔物料衡算总物料衡算：易挥发组分物料衡算：

回收率定义 馏出液中易挥发组分的回收率：釜液中难挥发组分的回收率：

② 塔板物料衡算 a）无进料和采出塔板物料衡算

b）进料板物料衡算

(2) 精馏过程热量衡算 ① 无进料和采出塔板的热量衡算 ② 恒摩尔流假定对多数有机同系物和许多相近的理想溶液体系，若 a）热损失很小，可以忽略不计； b）混合热为零； c）各板上混合物的摩尔汽化热近似相等；

d ) 各板液体焓变与摩尔汽化热相比可忽略不计；则将以上关系代入qnVn+1计算式中，因为：又

上式对于没有进料或出料的任一塔板均适用。 注意：汽、液流率应采用摩尔流率，kmol/h 或 kmol/s ③ 进料板的热量衡算根据恒摩尔流假定的物料衡算和热量衡算：

q —— 进料的热状态参数 q 值对两段气、液相流量的影响由得到：

五种进料热状态 a）过冷液体 b）饱和液体

c）气、液混合物 d）饱和蒸气

e）过热蒸气 说明： ①　进料热状态参数 q 值的大小 → 气、液两相流量分布　　　→ 水力学性能、分离能力 → 设计与操作。 ② q 值在数值上等于进料中液相所占的分率δ（广义）。

进料热状态对塔内气、液流量的影响

④ 全塔热量衡算 不计热损失，则有： a）再沸器热流量

b）冷凝器的热流量 同理 c）再沸器与冷凝器热流量的关系 —— 回流比代入全塔热量衡算中：整理得：

说明： ① R增加 ,R增加, 操作费增加。 ② 若物流qnD、qnW带出热流量与qnF带入热量相差不大时，则有： ③ 一般情况下，再沸器加入塔内的热量近似等于冷凝器从塔顶移出的热量。

6.4.3 精馏过程的计算方法 当组分较多、理论板也较多时，通常采用数值方法或试差方法。 (1) 塔内的气、液流量分布如果塔内气、液两相流量按恒摩尔流假设确定，塔顶设全凝器时：精馏段：提馏段：（2）物料衡算方程与相平衡方程的求解物料衡算方程： ……

相平衡关系： 归一方程：求解方法： ① 顺序求解法 ② 逐级计算法

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