精馏过程的物料衡算和塔板数的计算 一、理论塔板 连续精馏计算的主要对象是精馏塔的理论塔板数。所谓的理论塔板是指气液在塔板上充分接触，有足够长的时间进行传热传质，当气体离开塔板上升时与离开塔板下降的液体已达平衡，这样的塔板称为理论塔板。实际上，由于塔板上气液接触的时间及面积均有限，因而任何形式的塔板上气液两相都难以达到平衡状态，也就是说理论塔板是不存在的，它仅是一种理想的板，是用来衡量实际分离效率的依据和标准。通常在设计中先求出按生产要求所需的理论塔板数NT然后用塔板效率η 予以校正，即可求得精馏设备中的实际塔板数NP 二、计算的前提 由于精馏过程是涉及传热、传质的复杂过程，影响因素众多。为处理问题的方便作如下假设，这些就是计算的前提条件。 （ 1）塔身对外界是绝热的，即没有热损失。 （ 2）回流液由塔顶全凝器供给，其组成与塔顶产品相同。 （ 3）塔内上升蒸气由再沸器加热馏残液使之部分气化送入塔内而得到。 （ 4）恒摩尔气化 在精馏操作时，在精馏段内，每层塔板上升的蒸气的摩尔流量都是相等的，提馏段内也是如此，即： 精馏段：V1 = V2 = …………＝ Ｖn= Vmol/s(下标为塔板序号，下同） 提馏段：Ｖ′n+1 =V′n+2 =…………＝ V′m = V′mol/s 但Ｖn不一定与Ｖ′m相等，这取决于进料状态。 （５）恒摩尔溢流（或称为恒摩尔冷凝） 精馏操作时，在精馏段内每层塔板下降的液体的摩尔流量都是相等的，提馏段也是如此， 即：Ｌ1 = L2=…………= Ln = L mol/s L′n+1 = L′n+2 =………… = L′m = L′ mol/s 但Ｌ不一定与Ｌ′相等，这也取决于进料的状态。 （６）塔内各塔板均为理论塔板。 三、物料衡算和操作线方程 １、全塔物料衡算 图 4-10 全塔物料衡算示意图 如图４－１０所示，设入塔进料流量为Ｆ，轻组分含量为xF,塔顶产量流量为Ｄ，轻组分含量为xD,塔底产品流量为Ｗ，轻组分含量为xw，流量单位均为mol/s，含量均为摩尔分率。 则全塔物料衡算式为： 总物料：Ｆ＝Ｄ＋Ｗ （４－１０） 轻组分：ＦxF=DxD+wxW (4-11) 通过对全塔的物料衡算，可以求出精馏产品的流量、组成和进料流量、组成之间的关系。通常Ｆ、xF、 xＤ 、 xＷ 已知，将（４－１０）、（４－１１）两式联立求解得： 在精馏计算中，分离程度除用两种产品的摩尔分率表示外，有时还用回收率φ 表示，即： 塔顶轻组分的回收率φ =DxD/FxF×100% (4-14） 例 4-1...
