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化工原理理论塔板计算
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求一道化工原理的填空题.精馏塔操作时,若加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料,且保持F,Xf,V,D不变,则此时R------,L/V------,xd---------（增加,不变,减少）
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饱和改过冷,这个变化使得进料的q线发生变化,由垂直改为水平,可以用公式进行推解,但文字上不好表述.可以这么考虑,进料量及V、D都没变,回流比不变；变过冷液体后下降的液量增大,而上升的气量减小,L/V增大；xd因为q线变得更平,提馏段减少,同时下降的液量变大,增加了提馏段的压力,XD增大.
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化工原料课程设计乙醇——水分离
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3秒自动关闭窗口由于L′=L+δF，这直接影响到提馏段回流液量的；例如，某塔设计为泡点进料，当改为冷液进料时，则精；气液混合进料、或饱和蒸气、过热蒸气进料，则精馏段；在精馏塔内，只有当进料为饱和蒸气时（δ=0），才；生产中多用泡点进料，此时，精馏段、提馏段上升蒸气；4、进料组份的变化对精馏操作有什么影响？；进料组份的变化直接影响精馏操作，当进料中重组份的；同时，进料组成的变
由于L′= L +δF，这直接影响到提馏段回流液量的改变，最终δ值的改变将引起理论塔板数和精馏段、提馏段的塔板数分配的改变，从而使进料塔板的位置也随之改变。
例如，某塔设计为泡点进料，当改为冷液进料时，则精馏段塔板数过多，提馏段塔板数不足，结果是塔顶产品质量可能提高，而釜液中轻组分的蒸出则不完全。若改为
气液混合进料、或饱和蒸气、过热蒸气进料，则精馏段塔板数不足，提馏段塔板数过多，其结果是塔顶产品中重组分含量超过规定，而釜液轻组分含量比规定值低，同时增加了塔顶冷凝器的冷剂的消耗量，减少了塔釜的热剂消耗。
在精馏塔内，只有当进料为饱和蒸气时（δ=0），才能L′= L。同理，由V′= V+（δ－1）F可知，只有当进料为正在沸点的液体时（δ=1），才能V′= V。
生产中多用泡点进料，此时，精馏段、提馏段上升蒸气的流量相等，故塔径一样，设计计算也比较方便。
4、进料组份的变化对精馏操作有什么影响？
进料组份的变化直接影响精馏操作，当进料中重组份的浓度增加时，精馏段的负荷增加。对于固定了精馏段塔板数的塔来说，将造成重组份带到塔顶，使塔顶产品质量不合格。
若进料中轻组份的浓度增加时，此时精馏段的负荷增加。对于固定了提馏段塔板数的塔来说，将造成提馏段轻组份蒸出不完全，釜液中轻组份的损失加大。
同时，进料组成的变化还将引起全塔物料平衡和工艺条件的变化。组份变轻，则塔顶馏份增加，釜液排出量减少。此时，全塔温度下降，塔压升高。组成变重，情况相反。
进料组成变化时，可采取如下措施：
（1）改进料口
组成变重时，进料口往下改；组成变轻时，进料口往上改。
（2）改变回流比
组成变重时，加大回流比；组成变轻时，减少回流比。
（3）调节冷剂和热剂量
根据组成的变动情况，相应地调节塔顶冷凝器的冷剂和塔釜热剂量，维持塔顶及塔底产品质量不变。
5、进料温度的变化对精馏操作有什么影响？
进料温度的变化对精馏操作的影响是很大的。总的来讲，进料温度降低，将增加塔底蒸发釜的热负荷，减少塔顶冷凝器的冷负荷；进料温度升高，则增加塔顶冷凝器的冷负荷，减少塔底蒸发釜的热负荷。当进料温度的变化幅度过大时，通常会影响整个塔身的温度，从而改变汽液平衡组成。例如：在进料温度过低，塔釜的加热蒸汽量没有富裕的情况下，将会使塔底馏分中轻组分含量增加。
进料温度的的改变，意味着进料状态的改变，而进料状态的改变将影响精馏段、提馏段负荷的改变，进而产品质量、物料平衡都将发生改变。因此，进料温度是影响精馏塔操作的重要因素之一。
6、塔内上升蒸汽的速度和蒸发釜加热量波动对精馏操作有什么影响？
塔内上升蒸汽的速度大小，直接影响着传质效果。一般地说，塔内最大上升蒸汽的速度应比液泛速度小一些。工艺上常选择最大允许速度为液泛速度的80%。速度过低会使塔板效率显著下降。
影响塔内上升蒸汽速度的主要因素是蒸发釜的加热量。在釜温保持稳定的情况下，加热量增加，内上升蒸汽的速度加大；加热量减少，内上升蒸汽的速度减少。
应该注意，加热量调节范围过大、过猛，有可能造成液泛或泄漏。
7、回流比的大小对精馏操作有什么影响？
操作中以改变回流比的大小来保证产品的质量。当塔顶馏分中重组份含量增加时，常采用加大回流比的方法将重组份压下去，以使产品质量合格。当精馏段的轻组份下到提馏段造成塔下部温度降低时，可以用适当减少回流比的办法以使塔下部温度提起来。增加回流比，对从塔顶得到产品的精馏塔来说，可以提高产品质量，但是却要降低塔的生产能力，增加水、电、汽的消耗。回流比过大，将会造成塔内物料的循环量过大，甚至能导致液泛，破坏塔的正常操作。
8、塔顶冷剂量的大小对精馏操作有什么影响？
对采用内回流操作的塔，其冷剂量的大小，对精馏操作的影响比较显著；同时也是影响回流量波动的主要因素。
对于采用外回流的塔，同样会由于冷剂量的波动，在不同程度上影响精馏塔的操作。例如，冷剂量减少，将使冷凝器的作用变差，冷凝液量减少，而在塔顶产品的液相采出量作定值调节时，回流量势必减少。假如冷凝器还有过冷作用（即通常所称的冷凝冷却器）时，则冷剂量的减少，还会引起回流液温度的升高。这些都会使精馏塔的顶温升高，塔顶产品中重组份含量增多，质量下降。
9、塔顶采出量的大小对精馏操作有什么影响？
塔顶采出量的大小和该塔进料量的大小有着相互对应关系，进料量增大，采出量应增大。
众所周知，采出量只有随进料量变化时，才能保持塔内固定的回流比，维持塔的正常操作，否则将会破坏塔内的气液平衡。
例如，当进料量不变时，对采用内回流的塔，若塔顶采出量增大，则回流比势必减少，引起各板上的回流液量减少，气液接触不好，传质效率下降；同时操作压力也将下降，各板上的气液相组成发生变化。结果是重组分被带到塔顶，塔顶产品的质量不合格。
在强制回流的操作中，如果进料量不变，塔顶采出量突然增大，则易造成回流液槽抽空。回流液一中断，顶温就升高，这同样也会影响塔顶产品质量下降。
如果进料量加大，但塔顶采出量不变，其后果是回流比增大，塔内物料增多，上升蒸汽速度增大，塔顶与塔釜的压差增大，严重时会引起液泛。
10、塔底采出量的大小对精馏操作有什么影响？
塔釜保持稳定的液面，是维持釜温恒定的首要条件。塔釜液面的变化，又主要决定于塔底采出量的大小。
当塔底采出量过大时，会造成塔釜液面降低或抽空。这将使通过蒸发釜的釜液循环量减少，从而导致传热不好，轻组份蒸不出去，塔顶`、塔底的产品均不合格。如果是使用列管式蒸发釜，由于循环液量太小，使釜液经过上半部列管时形成过热气体，表现为挥发管的气体温度较高，而釜温却较低。如果塔底采出量过小，将会造成塔釜液面过高（严重时，会超过挥发管甚至于淹塔），增加了釜液循环的阻力，同样造成传热不好，釜温下降。
特别应指出，对于易聚合的物料，釜液面过高或过低，都会造成停留时间加长，增加聚合的可能性。
另外，维持一定的釜液面还起着液封的作用，以确保安全生产。
11、精馏塔的操作总结
精馏塔的操作，主要掌握三个平衡。
（1）物料平衡
F=D+W与FxFi=DxDi+WxWi
式中F――进料量；
D――塔顶出料量；
W――塔底出料量；
xFi――进料组成；
xDi――塔顶出料组成
xWi――塔底出料组成。
物料平衡体现了塔的生产能力，它主要是靠进料量和塔顶、塔釜采出量来调节。当塔的操作不符合总的物料平衡时，这可以从塔压差的变化上看出，进得多，取得少，则塔压差上升。对于应该固定的精馏塔来讲，塔压差应在一定的范围内。塔压差过大，说明塔内上升蒸汽的速度过大，雾沫夹带严重，甚至发生液泛，破坏塔的正常操作；塔压差过小，表明塔内上升蒸汽的速度过小，塔板上气液湍动的程度过低、传质效果差，对筛板、浮阀、浮喷、斜孔等塔半还容易产生泄漏，降低塔板效率。如果精馏塔的操作不符合对某组份的物料平衡式时，将有两种表现：
①DxDi＞FxFi－WxWi，在这种情况下，轻组份采出量超过了物料平衡的量，使塔内的物料组成变重，全塔温度逐步升高，塔顶馏份中重组份浓度增加，以致使质量不合格。例如，甲醇生产中加压塔的回流量是定值调节，如果定值过小，则采出量就过大，将造成精甲
醇产品的蒸馏量降低，而干点升高，质量不合格。
②WxWi＞FxFi－DxDi，这种情况和第一种情况相反，重组份的采出量超过了物料平衡的量，全塔的物料组成将随着操作的进行而逐渐变轻，塔身温度下降，特别是釜温明显下降、釜液中轻组份的浓度增加。由此可见，物料平衡掌握不好，将使整个塔的操作处混乱状况，达不到预期的目的。所以物料平衡是塔操作中的一个关键环节。另外，如果正常的物料平衡受到破坏，那么，气液平衡也达不到预想的效果，随之而来的是热量平衡也得重新调整。
（2）气液平衡
yi = piXi 或yi = KiXi
式中yi――混合气中i组分的摩尔数；
pi――纯组份I在该温度下的饱和蒸汽压；
Xi――溶液中i组份的摩尔数；
Ki――气液平衡常数。
气液平衡主要体现了产品的质量及损失情况。它是靠调节塔的操作条件（温度、压力）及塔板上气液接触的情况来达到的。因为只有在温度、压力固定时，才有确定的气液平衡组成。精馏塔的操作温度和压力是根据塔的分离任务（即关键组份的分离度）决定的。当温度、压力发生变化时，气液平衡所决定的组成就发生变化，产品的质量及损失情况也发生变化。但是，气液平衡组成又是靠在每块塔板上气液互相接触进行传质和传热而实现的。这就是说，气液平衡是和物料平衡密切相关。物料平衡掌握得好，塔内上升蒸汽的速度合适，气液接触好，则传质效率高，每块板上的气、液组成就愈接近于平衡组成，也就是常说的板效率高；反之则低。当然，温度、压力也会随物料平衡的改变而变化。总之气液平衡的组成与物料平衡有着不可分割的关系。反过来，温度、压力的改变又可造成塔板上气相和液相的相对量的改变，从而破坏原来的物料平衡。例如，在甲醇生产中，釜温低于规定值，会使塔板上的液相量增加，蒸气量减少，釜液量增加，甲醇组份下移，顶部甲醇量减少；当顶温高于规定值，就会使塔板上的气相量增加，液相量减少，顶部产物量增加，釜液量减少。这些都会破坏正常的物料平衡。
（3）热量平衡
Q冷凝 = Q汽化（对每块塔板）与 Q入 = Q出 + Q损（指全塔） 式中Q冷凝――每块塔板上气相的冷凝热量；
Q汽化――每块塔板上液相的汽化热量；
Q入――物料带入的总热量及外加热总量；
Q出――物料带出的总热量；
Q损――全塔损失的热量。
热量平衡是物料平衡和气液平衡得以实现的基础。没有塔釜供热就没有上升蒸汽，没有塔顶冷凝就没有回流液，整个精馏过程就无法实现。而热量平衡又是依依附于物料平衡
和气液平衡的。例如，进料量或组成发生了改变，则塔釜耗热量及塔顶耗冷量均应该作相应的改变。否则，不是回流量过小影响甲醇的质量，就是回流比过大造成不必要的浪费。当塔的操作压力、温度发生了改变（即气液平衡组成），则每块板上气相冷凝的放热量和液体汽化的吸热量也会发生改变，总之都体现在塔釜供热和塔顶取热的变化上。反过来，热量平衡发生了变化也会影响物料平衡和气液平衡的改变。例如，加热釜的供热不够，就会造成釜温达不到规定值，回流比降低，形成塔内操作紊乱，致使：
①物料平衡破坏，釜液排出量增多，塔顶馏出量减少，对塔顶得到产品的工艺关系来说，塔的生产能力下降。
②气液平衡破坏，塔内的上升蒸气量减少，气液接触变差，传质效率下降，同时气相中重组份含量减少，液相中轻组份含量增加，釜液中轻组份损失增大。
粗甲醇精馏过程的正常操作，就是通过调节的手段，掌握好三个平衡。一般都是根据塔的负荷，给塔釜一定的供热量，建立起热量平衡；随之达到一定的气液平衡，然后用物料平衡作为经常的手段，控制热量平衡和气液平衡的稳定。操作中往往是物料平衡首先改变（负荷、组成），相应通过调节热量平衡（回流量、回流比），而达到气液平衡的目的（包括精甲醇质量、残液中含醇量、重组份的浓缩程度等）。自然，当塔釜供热量改变时使热量平衡遭受破坏，则应调节供热量（一般自动控制）使恢复平衡，同时辅以物料平衡的调节（甚至塔负荷），勿使塔内气液平衡受到严重破坏。
12、辅助设备对精馏操作有什么影响？
精馏操作离不开塔底蒸发釜、塔顶冷凝器和输送泵等。在正常生产中这些设备的运转状况均应满足精馏塔操作的要求，否则将使精馏塔的生产能力受到限制，严重时，会使整个操作过程无法进行下去。例如，蒸发釜在生产过程中，可能会因某些不饱和烃的聚合，而堵塞列管，使传热面积减小，造成塔的生产能力下降甚至于被迫停车。塔顶冷凝器同样会由于使用的水质不好、列管结垢而降低冷凝效率，使塔的生产能力下降，无法执行正常的工艺条件。当正常的生产工艺受到破坏时，不仅要从精馏塔的工艺过程去找原因，也应把辅助设备的状况考虑进去。
13、塔的安装对精馏操作有什么影响？
不同的物料和不同的工艺过程，对塔设备提出的要求是不同的。但是，一般总希望塔设备的适用能力高，生产能力大，操作稳定。对于一个定型的塔设备来说，由于安装的有问题，就可能会达不到以上的要求 。如塔身、塔板、溢流堰、降液管等，在安装时若不合乎要求，都可能对精馏操作带来影响。
塔身要求垂直，一般倾斜不能超过千分之一，否则将会在塔板上造成死区（如图4-1）。对于直径在600毫米以下的小型精馏塔，如果塔板的安装是先分节安装，然后再
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