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理论塔板数

理论塔板数
理论塔板数

理论塔板数

色谱的柱效参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率(简称柱效)。

N与柱长成正比,柱越长,N越大。用N表示柱效时应注明柱长,,如果未注明,则表示柱长为1米时的理论塔板数。(一般HPLC柱的N在1000以上。)

若用调整保留时间(tR’)计算理论塔板数,所得值称为有效理论塔板数(N有效或Neff)=16(tR’/W)2

谱线红移

对于宇宙谱线红移,从可能性的角度可能存在三中形成谱线频移的原因,即:距离效应、多普勒效应、康普顿效应,本文从理论上提出鉴别那一种是形成主要原因的方法。

不饱和度

不饱和度又称缺氢指数,即有机物分子中与碳原子数相等的开链烷烃相比较,每减少2个氢原子,则有机物的不饱和度增加1,用Ω表示。

气相色谱法(gas chromatography 简称GC)是色谱法的一种。色谱法中有两个相,一个相是流动相,另一个相是固定相。如果用液体作流动相,就叫液相色谱,用气体作流动相,就叫气相色谱。

气相色谱法由于所用的固定相不同,可以分为两种,用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱,用涂有固定液的担体作固定相的叫气液色谱。

按色谱分离原理来分,气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两类,在气固色谱中,固定相为吸附剂,气固色谱属于吸附色谱,气液色谱属于分配色谱。

液相色谱法

liquid chromatography

用液体作为流动相的色谱法。1903 年俄国化学家M.C.茨维特首先将液相色谱法用于分离叶绿素。

原理和分类液相色谱法的分离机理是基于混合物中各组分对两相亲和力的差别。根据固定相的不同,液相色谱分为液固色谱、液液色谱和键合相色谱。应用最广的是以硅胶为填料的液固色谱和以微硅胶为基质的键合相色谱。根据固定相的形式,液相色谱法可以分为柱色谱法、纸色谱法及薄层色谱法。按吸附力可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱。近年来,在液相柱色谱系统中加上高压液流系统,使流动相在高压下快速流动,以提高分离效果,因此出现了高效(又称高压)液相色谱法。样品中各组分在两相中分配系数的差异。

中文词条名:火焰离子化检测器(FID)

英文词条名:

有机物在氢火焰中燃烧时生成的离子,在电场作用下产生电信号的器件。

死时间

死体积(dead Volume),从进样到惰性气体峰出现极大值的时间称为死时间.

所谓惰气指的是与色谱固定相无相互作用的组分,也就是说它能与进样瞬间的载

气同时进入检测器。所以惰气出峰时间反映载气流过系统的时间。载气流速一定,此时间不变,故称死时间。

保留时间

色谱用语,英文叫做retention time。被分离样品组分从进样开始到柱后出现该组分浓度极大值时的时间,也既从进样开始到出现某组分色谱峰的顶点时为止所经历的时间,称为此组分的保留时间,用tR表示,常以分(min)为时间单位。保留时间是由色谱过程中的热力学因素所决定,在一定的色谱操作条件下,任何一种物质都有一确定的保留时间,有着类似于比移值相同的作用,可作为定性的依据。

保留时间是样品从进入色谱柱到流出色谱柱所需要的时间,不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间,因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。

保留时间由物质在色谱中的分配系数决定:

tR = t0(1 + KVs / Vm)

式中tR表示某物质的保留时间,t0是色谱系统的死时间,即流动相进入色谱柱到流出色谱柱的时间,这个时间由色谱柱的孔隙、流动相的流速等因素决定。K 为分配系数,VsVm表示固定相和流动相的体积。这个公式又叫做色谱过程方程,是色谱学最基本的公式之一。

相对保留时间

色谱用语,相邻两组分的分配系数或容量因子之比。α==(设k2>k1)。因k

=t'R/t0,则α=,所以α又称为相对保留时间(《美国药典》)。

离子源质谱仪的主要组成之一,实现样品离子化的区域。由电离室、离子束的加速场、聚焦透镜等构成。它的作用是使被分析物电离,变成分子离子或碎片离子。

液-液色谱有正相和反相之分。如果采用极性固定相和相对非极性流动相,就称为正相;如果采用相对非极性固定相和极性流动相,则称为反相。由于极性化合物更容易被极性固定相所保留,所以正相液-液色谱系统一般可用于分离极性化合物。相反,反相液-液色谱系统一般可用于分离非极性或弱极性化合物。另外,其他有些色谱如柱色谱也有正反相之分。

在滴定液中插入指示电极和参比电极,通过测量电池电动势在滴定过程中pH或电位的变化来确定终点的方法。如图所示。

滴定终点的确定:

于含有浓度为cx的试液加入浓度为cs的待测物X。随滴定剂的加入,X的浓度渐渐降低(c5, c4, c3, c2, c1),这相当于在标准加入法中,在样品中加入了一系列不同体积Vs的滴定剂。

以滴定剂体积对(Vs+Vx)10E/S作图,并将直线外延至与Vs 相交于一点,该点即为滴定终点所对应的体积。

可见,Gran 作图法具有几个优点:

1)不须作出整个滴定曲线,只要作四五个点即可通过外推法确定终点;

2)可以克服当溶度积常数大或配合物稳定常数差时,滴定终点不明显、测量误差大的缺点;

3)如果使用Gran 作图纸,则不须进行繁杂的指数计算。

先用有机溶剂清洗,再使用稀硝酸浸泡,这是作为卡尔费休滴定传感器的铂电极的清洗方法。

测定有机物水分的时间较长后,Pt电极表面覆盖有机物膜,使得反应钝化,终点延迟,溶液都变成棕红色了,还没有到达终点,此时就需要清洗。

但是如果是精密电导电极,一般是铂黑电极,不是光亮电极,如果发生精度变差,需要从新镀铂,YSI3100,3200电导率测定仪专有镀铂功能,并且有镀铂的溶液供应,详情请查询代理商:东南科仪。

比色皿清洗液:浓盐酸:甲醇:水=1:4:3如果比色皿被有机物污染,宜用盐酸—乙醇(1:2)混合液浸沉,也可用相应的有机溶剂浸泡洗涤。如:油脂污染可用石油醚浸洗,铬天青显色剂污染可用硝酸(1:2)浸沉等。比色皿不可用碱液洗涤,也不能用硬布、毛刷刷洗。一个干净的比色皿装满水后,相对于空气应有表中所得到的吸光度:λ(nm)吸光度光学玻璃皿650 0.035石英比色皿240 0.093在多次实验中发现,比色皿换向后误差可达4%一7%左右。所以在精确测量时;定要看准比色皿箭头标志。如无标志,可作配套捡定后按方向在毛玻璃上端作上箭头一致的标记。以避免操作时搞反。比色皿必须保持清洁和无伤痕,玻璃和石英吸收池通常可用冷酸或酒精、乙醚等有机密剂清洗。避免使用重铬酸钾洗涤液,因为它会被吸附在比色皿壁上而出现一层格化物的薄膜,这种薄膜很难除去。粘合的玻璃比色皿不能用酸或碱清洗,更要避免用热浓酸清洗,通常用蒸馏水漂洗,然后用少量溶液淌洗;比色皿外壁要用擦镜纸或软绸布小心擦干。

梯度洗脱(gradient elution)又称为梯度淋洗或程序洗提。

在气相色谱中,为了改善对宽沸程样品的分离和缩短分析间周期,广泛采用程序升温的方法。而在液相色谱中则采用梯度洗脱的方法。在同一个分析周期中,按一定程度不断改变流动相的浓度配比,称为梯度洗脱。从而可以使一个复杂样品中的性质差异较大的组分能按各自适宜的容量因子k达到良好的分离目的。

梯度洗脱的优点:1.缩短分析周期;2.提高分离能力;3.峰型得到改善,很少拖尾;4.增加灵敏度。但有时引起基线漂移。

程序升温

气相色谱分析中,色谱柱的温度控制方式分为恒温和程序升温两种。

程序升温是指在气相色谱法中,在一个分析周期内,柱温随时间由低温到高温作线性或非线性的变化,以达到用最短的时间获得最佳分离的方法.

程序升温具有改进分离、使峰变窄、检测限下降及省时等优点。

因此,对于沸点范围很宽的混合物,往往采用程序升温法进行分析。

(气相色谱)老化色谱柱的方法:

新填充的色谱柱不能马上使用还需要进行老化处理。老化的目的有两个,一是为了彻底除去填充物中的残余溶剂,和某些挥发性杂质,另一个目的是促进固定液均匀的、牢固

分布在单体的表面上。

老化的方法:

----把柱子与汽化室连接,与检测器一端要断开,以氮气为载气,流速是正常的一半即可

,温度选择固定液的最高使用温度,老化时间大约20小时,老化完成后将仪器温度降至近室温关闭色谱仪,待仪器温度恢复室温再将色谱柱连接到检测器上(老化时接汽化室的一端最好接在检测器上),开机,在使用温度下看基线是否平稳,如果平稳色谱柱就算老化好了,否则要继续老化。

气相色谱检测器:

1、氢火焰离子化检测器(FID)用于微量有机物分析

2、热导检测器(TCD)用于常量、半微量分析,有机、无机物均有响应

3、电子捕获检测器(ECD)用于有机氯农药残留分析

4、火焰光度检测器(FPD)用于有机磷、硫化物的微量分析

5、氮磷检测器(NPD)用于有机磷、含氮化合物的微量分析

6、催化燃烧检测器(CCD)用于对可燃性气体及化合物的微量分析

7、光离子化检测器(PID)用于对有毒有害物质的痕量分析

同,从而吸光度不同。

1.死体积:(dead Volume),从进样到惰性气体峰出现极大值的时间称为死时间.

2.保留时间:是样品从进入色谱柱到流出色谱柱所需要的时间,不同的物质在不同的色谱柱上以不同的流动相洗脱会有不同的保留时间,因此保留时间是色谱分析法比较重要的参数之一。

3.分离度:相邻两峰的保留时间之差与两峰宽之和一半的比值(分离度R应大于1.5表示完全分离)R<1表示两峰有重叠部分,R=1分离度可达98%。

4.梯度洗脱:在同一个周期中,按一定程度不断改变流动相的浓度配比

5.液质的原理:先在离子化器带上电荷,然后被打成小的碎片,进入四级杆的电磁场,不同质荷比的碎片发生的偏转大小不同.1211

液质的组成:进样系统、离子源、质量分析器、检测接收器。

液质谱图:横坐标表示质荷比(从左至右质荷比逐渐增大),纵坐标表示离子丰度。(丰度大则表示离子结构稳定)

6.外标法是以待测成分的对照品作为对照物质,相对比较以求得供试品含量

在色谱法中,想知道被测样品浓度。可以用外标法首先用待测组分的标准样品绘制工作曲线,测出各峰的峰高或峰面积对应的样品浓度,绘制出标准曲线。

7. 反相色谱柱受到污染时,可用异丙醇再生,异丙醇不能清洗干净,可以尝试使用二氯甲烷。异丙醇极性4.3,二氯甲烷3.4 1011

被污染的色谱柱清洗方法

反相色谱柱(C18、C8):

水/乙腈95/5

→100%乙腈

→乙腈/异丙醇75/25

→100%异丙醇

→100%二氯甲烷

→100%己烷

(若需用到二氯甲烷、己烷,使用反相流动相前需用异丙醇过渡)

(根据污染物性质,选择合适的冲洗溶剂及程序)

正相色谱柱(SiO2、Diol):

甲醇/三氯甲烷50/50→100%乙酸乙酯

塔板理论

第二章 气相色谱分析gas chromatographic analysis,GC 第二节 色谱理论基础fundamental of chromatograph theory 色谱理论需要解决的问题:色谱分离过程的热力学和动力学问题。影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径,柱效与分离度的评价指标及其关系。 组分保留时间为何不同色谱峰为何变宽 组分保留时间:色谱过程的热力学因素控制;(组分和固定液的结构和性质) 色谱峰变宽:色谱过程的动力学因素控制;(两相中的运动阻力,扩散) 两种色谱理论:塔板理论和速率理论; 一、塔板理论-柱分离效能指标 1.塔板理论(plate theory ) 半经验理论; 将色谱分离过程比拟作蒸馏过程,将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复 (类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程); 塔板理论的假设: (1) 在每一个平衡过程间隔内,平衡可以迅速达到; (2) 将载气看作成脉动(间歇)过程; (3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略; (4) 每次分配的分配系数相同。 色谱柱长:L ,虚拟的塔板间距离:H ,色谱柱的理论塔板数:n , 则三者的关系为: n = L / H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为: 保留时间包含死时间,在死时间内不参与分配! 2.有效塔板数和有效塔板高度 ?单位柱长的塔板数越多,表明柱效越高。 ?用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 2 22116545)()( ./b R R W t Y t n ==

?组分在t M 时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔板高度: 3.塔板理论的特点和不足 (1)当色谱柱长度一定时,塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小),被测组分在柱内被分配的次数越多,柱效能则越高,所得色谱峰越窄。 (2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同,用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时,应指明测定物质。 (3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果,当两组分的分配系数K 相同时,无论该色谱柱的塔板数多大,都无法分离。 (4) 塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果,也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。 二、 速率理论-影响柱效的因素 1. 速率方程(也称范弟姆特方程式) H = A + B /u + C ·u H :理论塔板高度, u :载气的线速度(cm/s) 减小A 、B 、C 三项可提高柱效; 存在着最佳流速; A 、 B 、 C 三项各与哪些因素有关 A —涡流扩散项 A = 2λdp dp :固定相的平均颗粒直径λ:固定相的填充不均匀因子 固定相颗粒越小dp ↓,填充的越均匀,A ↓,H ↓,柱效n ↑。表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻,色谱峰较窄。 222/1)(16)(54.5b R R W t Y t n ==理有效 有效有效n L H W t Y t n b R R ===2'22/1')(16)(54.5

填料精馏塔理论塔板数的测定(精)

实验五 填料精馏塔理论塔板数的测定 精馏操作是分离、精制化工产品的重要操作。塔的理论塔板数决定混合物 的分离程度,因此,理论板数的实际测定是极其重要的。在实验室内由精馏装 置测取某些数据,通过计算得到该值。这种方法同样可以用于大型装置的理论 板数校核。目前包括实验室在内使用最多的是填料精馏塔。其理论板数与塔结 构、填料形状及尺寸有关。测定时要在固定结构的塔内以一定组成的混合物进 行。 一. 实验目的 1.了解实验室填料塔的结构,学会安装、测试的操作技术。 2.掌握精馏理论,了解精馏操作的影响因素,学会填料精馏塔理论板 数的测定方法 3.掌握高纯度物质的提纯制备方法。 二. 实验原理 精馏是基于汽液平衡理论的一种分离方法。对于双组分理想溶液,平衡时 气相中易挥发组分浓度要比液相中的高;气相冷凝后再次进行汽液平衡,则气 相中易挥发组分浓度又相对提高,此种操作即是平衡蒸馏。经过多次重复的平 衡蒸馏可以使两种组分分离。平衡蒸馏中每次平衡都被看作是一块理论板。精 馏塔就是由许多块理论板组成的,理论板越多,塔的分离效率就越高。板式塔 的理论板数即为该塔的板数,而填料塔的理论板数用当量高度表示。填料精馏 塔的理论板与实际板数未必一致,其中存在塔效率问题。实验室测定填料精馏 塔的理论板数是采用间歇操作,可在回流或非回流条件下进行测定。最常用的 测定方法是在全回流条件下操作,可免去加回流比、馏出速度及其它变量影响,而且试剂能反复使用。不过要在稳定条件下同时测出塔顶、塔釜组成,再由该 组成通过计算或图解法进行求解。具体方法如下: 1.计算法 二元组份在塔内具有n 块理论板的第一块板的汽液平衡关系符合平衡方 程式为: 1 11y y -=w w N m x x -+11α (1) y 1——第一块板的气相组成 x w ——塔釜液的组成 m α——全塔(包括再沸器)α(相对挥发度)的几何平均值m α=w p αα N ——理论板数

基于Origin LabTalk 的精馏塔理论塔板数计算

基于Origin LabTalk 的精馏塔理论塔板数计算张巍青余静张宜飞赵强赵媛媛化学与化工学院 指导教师:于涛化学与化工学院 摘要:开发了一种使用Origin软件对精馏实验数据进行图解法处理的方法,以苯——甲苯混合液实验体系为例,对实验数据进行处理,通过LabTalk脚本语言绘制出梯级图,以图解法分别求解出实验所需理论塔板数和加料板位置。结果表明该方法具有方便、快捷、准确性高的特点,并且可以有效提高学生的计算机数据处理能力。 关键词:精馏实验;精馏计算;图解法;Origin软件 前言 精馏是工业生产中一种重要的传质单元操作,利用液体混合物中各组分间挥发度的差异,以热能为媒介,实现混合物的高纯度分离,广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等行业。因此,精馏实验也是化工原理实验中最重要的实验之一,在计算精馏塔理论板数时, [1]一般采用逐板计算法(Lewis—Mathson法)或图解法(McCabe,Thiele法)。其中逐板计算法以双组分精馏的平衡线方程和操作线方程为基础,在计算过程中交替使用这两个方程求算塔内气液相组成,从而确定精馏所需理论板数。图解法的基本原理与逐板计算法完全相同,只是分别用相平衡曲线和操作线代替了逐板计算法中的相平衡方程和操作线方程,并用画直角梯形线的方法代替了繁杂的计算。图解法的优点在于简便和直观,但准确性和可靠性也相对较差。而借助计算机软件辅助进行数据与图形处理,不仅可以减少人为误差、提高效 [2-3]率和精确度,还可有效地锻炼学生计算机应用能力,培养其科学研究素养。Origin是美国OriginLab公司开发的一种图形可视化和数据分析软件,具有

理论塔板数的计算

首先要得到相平衡方程和精馏段、提馏段方程,再根据逐板计算求得精馏塔的理论塔板数。 源程序: #include #include #include static double R,L,F,W,T0,P,E; static double Xf,Xd,Xw,q,Xe; static double P1,P2; //td和tb的变量 static double K1; static double K2; static double X1; static double X2; static double Y1; static double Y2; static double A1; static double B1; static double C1; static double A2; static double B2; static double C2; static double F1; static double F2; double Pressure(double A,double B,double C,double T) { double temp1=101325.0/760.0; double temp2=A*1.0-B*1.0/(C+T)*1.0; double temp3=pow(10.0,temp2); double result=temp1*temp3; return result; } double Ftd(double y,double P1,double P2) { double temp1=pow(K1,2); double temp2=pow(C1+T0,2); double temp3=pow(K2,2); double temp4=pow(C2+T0,2);

精馏塔工艺工艺设计计算

第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式,可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板,气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层,进行传质与传热,在正常操作下,气象为分散相,液相为连续相,气相组成呈阶梯变化,属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔,综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据[6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 (1) 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= (3-1) 式中 Z –––––板式塔的有效高度,m ; –––––塔内所需要的理论板层数; –––––总板效率; –––––塔板间距,m 。 (2) 塔径的计算 u V D S π4= (3-2) 式中 D –––––塔径,m ; –––––气体体积流量,m 3 u –––––空塔气速, u =(0.6~0.8) (3-3) V V L C u ρρρ-=m a x (3-4) 式中 L ρ–––––液相密度,3

V ρ–––––气相密度,3 C –––––负荷因子, 2 .02020?? ? ??=L C C σ (3-5) 式中 C –––––操作物系的负荷因子, L σ–––––操作物系的液体表面张力, 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度,m ; OW h –––––堰上液层高度,m 。 3 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h (3-7) 式中 h L –––––塔内液体流量,m ; E –––––液流收缩系数,取1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速,。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A : ??? ? ? ?+-=-r x r x r x A a 1 222s i n 1802π (3-11)

理论塔板简捷计算方法

6.4.6 理论塔板简捷计算方法 目标:了解简捷计算法及使用条件 (1)最少理论板数 a.全回流操作 一精馏塔在操作过程中,将塔顶蒸气全部冷凝,其凝液全部返回塔顶作为回流,称此操作为全回流,回流比R为无穷大(R=∞)。此时通常不进料,塔顶、塔底不采出。故精馏塔内气、液两相流量相等,L=V,两操作线效率均为1,并与对角线重合,如图6.4.15所示。塔内无精馏段和提馏段之分,其操作线方程可表示为: (6.4.8) 图 6.4.15全回流操作的最小理论塔板 由于全回流操作时,使每块理论板分离能力达到最大,完成相同的分离要求,所需理论板数最少,并称其为最小理论板数。 最少理论板数由以下芬斯克方程求得: 对双组分精馏,A,B两组分相对挥发度表示为 j=1,2… N (6.4.9) 由塔内操作线方程式(6.4.8)可得 或(6.4.10) 将各级相平衡关系相乘:

运用式(6.4.10)化简,在各板上的相对挥发度近似取为常数,则通过简化和整理获得Fenske方程: 该方程也可用于多组分精馏,其区别是以轻、重关键组分的分离代替双组分的精馏。 芬斯克方程推导 6.4.6 理论塔板简捷计算方法(续) (2)简捷计算法 将许多不同精馏塔的回流比、最小回流比、理论板数及最小理论板数即R、Rmin、N、Nmin四个参数进行定量的关联。常见的这种关联如图所示,称为吉利兰图(Gillilad)图,如图6.4.16所示。 图 6.4.16 吉利兰图

·计算 ·由图6.4.16或式(6.4.11)求解Y值,代入下式。 ·解得理论板数 N及Nmin均含再沸器理论板。 采用简捷法也可估算精馏塔精馏段及提馏段理论塔板数或进料位置。如果计 算精馏段理论塔板数,则求精馏段最少理论板数,由进料组成代替,为精馏段平均相对挥发度,按以上步骤求得精馏段理论板数。同 理,求得提馏段理论板数。 例6.4.2 6.4.7 几种蒸馏操作方式的讨论 目标:介绍几种不同操作的精馏过程 在精馏过程中,常常有加热、进料方式不同,根据要求,其采出方式也有所区别,对此,分别讨论如下: (1)直接蒸气加热 一般精馏是间接加热,主要是为避免对物料污染。如果物料含有水,精馏过程中允许水存在,于是,可将加热蒸气直接通入塔釜内,直接加热。这样加热蒸气将热量、质量均带入塔内,同时参与塔的热量、质量的传递。该过程提高了传热效率,可使用温度相对低的加热蒸气,同时,又省一台再沸器。 如图6.4.17所示,由物料衡算可知精馏段物料衡算与常规塔完全一致,仅提馏段有所不同,即: (6.4.12) (6.4.13) 式中S-塔釜蒸气用量。

理论塔板数

理论塔板数 定义 理论塔板数(theoretical plate number),N色谱的柱效参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率(简称柱效)。N取决于固定相的种类、性质(粒度、粒径分布等)、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。如果峰形对称并符合正态分布,N可近似表示为: 理论塔板数=5.54(保留时间/半高峰宽)2 (2是平方) 柱效率用理论塔板数定量地表示:N=16*(t/w )2。其中,t是溶质从进样到最大洗脱峰出现的时间,w为该溶质的洗脱峰在基线处的宽度。在一色谱柱中用相同的洗脱条件时候,不同化合物的滞留时间与其洗脱峰宽度之比接近常数。因此理论塔板数大的色谱柱效率高。当然,N的大小和柱子长度有密切关系:理论塔板高度H=柱长/N,用H可以衡量单位长度的色谱柱的效率,H越小,则色谱柱效率越高。。。 N为常量时,W随tR成正比例变化。在一张多组分色谱图上,如果各组份含量相当,则后洗脱的峰比前面的峰要逐渐加宽,峰高则逐渐降低。 用半峰宽计算理论塔板数比用峰宽计算更为方便和常用,因为半峰宽更容易准确测定,尤其是对稍有拖尾的峰。 N与柱长成正比,柱越长,N越大。用N表示柱效时应注明柱长,,如果未注明,则表示柱长为1米时的理论塔板数。(一般HPLC柱的N在1000以上。)若用调整保留时间(tR’)计算理论塔板数,所得值称为有效理论塔板数(N有效或Neff)=16(tR’/W)2 处理方法 理论塔板数下降后可以考虑色谱柱再生 1.反相柱

分别用甲醇:水=90:10,纯甲醇(HPLC级),异丙醇(HPLC级),二氯甲烷(HPL C级)等溶剂作为流动相,依次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的色谱柱体积.然后再以相反的次序冲洗. 2.正相柱 分别用正己烷(HPLC级),异丙醇(HPLC级),二氯甲烷(HPLC级),甲醇(H PLC级)等溶剂做流动相,顺次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的柱体积(异丙醇粘度大,可降低流速,避免压力过高).注意使用溶剂的次序不要颠倒,用甲醇冲洗完后,再以相反的次序冲洗至正己烷.所有的流动相必须严格脱水. 3.离子交换柱 长时间在缓冲溶液中使用和进样,将导致色谱柱离子交换能力下降,.用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生,反之,用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生. 另外,还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗.但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的. 如果柱子装反了,可以调回来,但可能会造成柱内担体塌陷.在不得已的情况下尽量不要反装色谱柱. 梯度洗脱 科技名词定义 中文名称: 梯度洗脱 英文名称: gradient elution 定义: 梯度性地改变洗脱液的组分(成分、离子强度等)或pH,以期将层析柱上不同的组分洗脱出来的方法。 所属学科: 生物化学与分子生物学(一级学科) ;方法与技术(二级学科) 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 梯度洗脱(gradient elution)又称为梯度淋洗或程序洗提。 在气相色谱中,为了改善对宽沸程样品的分离和缩分析间周期,广泛采用程序升温的方法。而在液相色谱中则采用梯度洗脱的方法。在同一个分析周期中,按一定程

速率理论与塔板理论精华版

一、塔板理论 塔板理论的假设: (1) 在每一个平衡过程间隔内,平衡可以迅速达到; (2) 将载气看作成脉动(间歇)过程 (3) 试样沿色谱柱方向的扩散可忽略; (4) 每次分配的分配系数相同。 1.塔板理论(plate theory)半经验理论; 将色谱分离过程比拟作蒸馏过程,将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复(类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程); 色谱柱长:L, 虚拟的塔板间距离:H 色谱柱的理论塔板数:n 则三者的关系为: n = L / H理论塔板数与色谱参数之间的关系为:保留时间包含死时间,在死时间内不参与分配 ! 2.有效塔板数和有效塔板高度 2 2 2 1 16 54 5) ( ) ( . /b R R W t Y t n= =

? 单位柱长的塔板数越多,表明柱效越高。 ? 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。 ? 组分在t M 时间内不参与柱内分配。需引入有效塔板数和有效塔 板高度: 3.塔板理论的特点和不足 (1)当色谱柱长度一定时,塔板数n 越大(塔板高度H 越小),被测组分在柱内被分配的次数越多,柱效能则越高,所得色谱峰越窄。 (2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同,用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时,应指明测定物质。 (3)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果,当两组分的分配系数K 相同时,无论该色谱柱的塔板数多大,都无法分离。 (4) 塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果,也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。 二 速率理论 1956年 荷兰学者v an Deemter 等 在研究气液色谱时,提出了色谱过程动力学理论— — 速率理论。 222/1)(16)(54.5b R R W t Y t n ==理有效 有效有效n L H W t Y t n b R R ===2'22/1')(16)(54.5

化工原理精馏题

五蒸馏 汽液相平衡 1.1 苯(A)与氯苯(B)的饱和蒸汽压[mmHg]和温度[℃]的关系如下: t 80.92 90 100 110 120 130 131.8 p 760 1008 1335 1740 2230 2820 3020 p 144.8 208.4292.8 402.6 542.8 719 760 若苯—氯苯溶液遵循Raoult定律,且在1atm下操作,试作: (1) 苯—氯苯溶液的t—x(y)图及y—x图; (2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯—氯苯的x—y值。 1.2 苯—甲苯混合液的组成x=0.4(摩尔分率),求其在总压p=600[mmHg]下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40%(体积%),求常压下的露点。已知苯—甲苯混合液服从拉乌尔定律。苯(A)和甲苯(B)的蒸汽压p、p [mmHg],按下述Antoine方程计算:式中t为温度[℃]。 lg p=6.89740-1206.350/(t+220.237) lg p=6.95334-1343.943/(t+219.237) 1.3 某双组分理想物系当温度t=80℃时,p=106.7kPa,p=40kPa,液相摩尔组成为x A=0.4,试求: (1) 与此液相组成相平衡的汽相组成y A; (2) 相对挥发度α。 1.4 一双组分精馏塔,塔顶设有分凝器,已知进入分凝器的汽相组 成y1=0.96(?摩尔分率,下同),冷凝液组成x D=0.95,两个组分的相对 挥发度α=2,求: (1) 出分凝器的汽相组成y D= (2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D= 习题4附图 1.5 在1atm下对x=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏,当馏出量为原料的1/3时,求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=0.6附近平衡线可近视为直线,其方程为y=0.46x+0.549 1.6 某二元混合物原料中易挥发组分x F=0.4(摩尔组成),用平衡蒸馏的方式使50%的物料汽化,试求气相中易挥发组分的回收率。(设相对挥发度为3) 1.7 将含有24%(摩尔,以下同)易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔,馏出液中含有95%的易挥发组分,残液中含有3%易挥发组分。塔顶蒸汽量为850[kmol/h],回流量为670[kmol/h],塔顶采用全凝器,试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。 1.8 现有一连续精馏塔只有精馏段,用于A、B两组分的分离。已知A与B?的分子量分别为78与92,进料量为100[kg/h],含A组成为10%(质量%以下同),进料状态为饱和蒸汽自塔底送入,如图示。如果要求馏出产品中A的组成为95%,残液中A的组成为1%,试求: (1) 塔顶馏出液的量、釜残液量及塔顶的蒸汽量各为多少[kg/h] (2) 回流比R (3) 写出该塔操作线的数值表达式。 1.9 在连续精馏塔中,精馏段操作线方程 y=0.75x+0.2075,q线方程为y=-0.5x+1.5x F, 试求: (1) 回流比R

精馏塔理论塔板数与c语言编程计算

# include # include # include void main () { long double *y=NULL,*x=NULL,a=0.0,R=0.0,R1=0.0,xf=0.0,xd=0.0,xw=0.0; int ii=0,ij=0,num=0,num1=0,a1=1; printf("估计需要多少塔板:"); scanf ("%d",&num1); y=(long double *)malloc(sizeof(long double)*num1); x=(long double *)malloc(sizeof(long double)*num1); printf("输入相对挥发度α:"); scanf ("%lf",&a); printf ("输入精馏段回流比R:"); scanf("%lf",&R); printf ("输入精馏段回流比R1:"); scanf("%lf",&R1); printf ("输入进料易挥发组分摩尔分数xf:"); scanf("%lf",&xf); printf ("输入塔顶易挥发组分摩尔分数xd:"); scanf("%lf",&xd); printf ("输入塔釜易挥发组分摩尔分数xw:"); scanf("%lf",&xw); printf ("开始计算理论踏板\n"); *y=xd; for (ii=0;ii<=num1;ii++) { *(x+ii)=*(y+ii)/(a-(a-1)*(*(y+ii))); printf("根据相平衡关系式x%d=%lf\n",ii+1,*(x+ii)); if (*(x+ii)<=xw) { printf("理论踏板%d\n",num); break; } if (*(x+ii)>=xf) { *(y+ii+1)=R/(R+1)*(*(x+ii))+xd/(R+1); printf ("根据精馏段操作线方程y%d=%lf\n",ii+2,*(y+ii+1)); num++; printf("第%d块板\n",num); } else {

理论塔板数

理论塔板数 1、定义 理论塔板数(theoretical plate number)N,色谱的柱效参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率(简称柱效)。N取决于固定相的种类、性质(粒度、粒径分布等)、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。如果峰形对称并符合正态分布,N可近似表示为:理论塔板数=5.54(保留时间/半高峰宽)2柱效率用理论塔板数定量地表示:N=16*(t/w )2。其中,t是溶质从进样到最大洗脱峰出现的时间,w为该溶质的洗脱峰在基线处的宽度。在一色谱柱中用相同的洗脱条件时候,不同化合物的滞留时间与其洗脱峰宽度之比接近常数。因此理论塔板数大的色谱柱效率高。当然,N的大小和柱子长度有密切关系:理论塔板高度H=柱长/N,用H可以衡量单位长度的色谱柱的效率,H越小,则色谱柱效率越高。 N为常量时,W随tR成正比例变化。在一张多组分色谱图上,如果各组份含量相当,则后洗脱的峰比前面的峰要逐渐加宽,峰高则逐渐降低。 用半峰宽计算理论塔板数比用峰宽计算更为方便和常用,因为半峰宽更容易准确测定,尤其是对稍有拖尾的峰。

N与柱长成正比,柱越长,N越大。用N表示柱效时应注明柱长,,如果未注明,则表示柱长为1米时的理论塔板数。(一般HPLC柱的N在1000以上。)若用调整保留时间(tR′)计算理论塔板数,所得值称为有效理论塔板数(N有效或Neff)=16(tR′/W)2 我们知道实际操作过程中,峰会出现拖尾的情况,所以,实用半峰宽比使用峰宽要准确一些,当然这也不是绝对的。 理论塔板高度和理论塔板数都是柱效指标,,由于峰宽或半峰宽是组分分子在色谱柱内离散的度量,总的离散程度是单位柱长内分子离散的累计,其与柱长成正比。 理论塔板数首先应该是和柱子的性能是有关系的,像填料,柱长什么的,和你的流动相,流速,样品分子量大小都是有关系的。每个峰的理论塔板数肯定是不同的,理论塔板数越高峰形越好。 2、理论塔板数下降后可以考虑色谱柱再生 (1)、反相柱 分别用甲醇:水=90:10,纯甲醇(HPLC级),异丙醇(HPLC级),二氯甲烷(HPLC级)等溶剂作为流动相,依次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的色谱柱体积,然后再以相反的次序冲洗。 (2)、正相柱 分别用正己烷(HPLC级),异丙醇(HPLC级),二氯甲烷(HPLC级),甲醇(HPLC级)等溶剂做流动相顺次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的柱体积(异丙醇粘度大,可降低流速,避免压力过高)。注意使用溶剂的次序不要颠倒,用甲醇冲洗完后,再以相反的次序冲洗至正己烷.所有的流动相必须严格脱水。 (3)、离子交换柱 长时间在缓冲溶液中使用和进样,将导致色谱柱离子交换能力下降,用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生,反之,用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生。 另外,还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗,但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的。

基于Origin LabTalk 的精馏塔理论塔板数计算

基于Origin LabT alk 的精馏塔理论塔板数计算 张巍青余静张宜飞赵强赵媛媛化学与化工学院 指导教师:于涛化学与化工学院 摘要:开发了一种使用Origin软件对精馏实验数据进行图解法处理的方法,以苯——甲苯混合液实验体系为例,对实验数据进行处理,通过LabTalk脚本语言绘制出梯级图,以图解法分别求解出实验所需理论塔板数和加料板位置。结果表明该方法具有方便、快捷、准确性高的特点,并且可以有效提高学生的计算机数据处理能力。 关键词:精馏实验;精馏计算;图解法;Origin软件 前言 精馏是工业生产中一种重要的传质单元操作,利用液体混合物中各组分间挥发度的差异,以热能为媒介,实现混合物的高纯度分离,广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等行业。因此,精馏实验也是化工原理实验中最重要的实验之一,在计算精馏塔理论板数时,一般采用逐板计算法(Lewis—Mathson法)或图解法(McCabe-Thiele法)[1]。其中逐板计算法以双组分精馏的平衡线方程和操作线方程为基础,在计算过程中交替使用这两个方程求算塔内气液相组成,从而确定精馏所需理论板数。图解法的基本原理与逐板计算法完全相同,只是分别用相平衡曲线和操作线代替了逐板计算法中的相平衡方程和操作线方程,并用画直角梯形线的方法代替了繁杂的计算。图解法的优点在于简便和直观,但准确性和可靠性也相对较差。而借助计算机软件辅助进行数据与图形处理,不仅可以减少人为误差、提高效率和精确度,还可有效地锻炼学生计算机应用能力,培养其科学研究素养[2-3]。Origin是美国OriginLab公司开发的一种图形可视化和数据分析软件,具有强大的数据分析和绘图功能[4]。本文利用Origin7.0软件的LabTalk脚本语言,开发出一种二元精馏塔理论塔板数的计算方法。 1.材料与方法 1.1Origin LabTalk Origin除了提供使用方便的图框、工具之外,还提供了编程语言,便于用户进行自定义操作,这种编程语言就是LabTalk。LabTalk是一种功能完整的编程语言,它能够实现Origin 软件中的所有操作,其语法结构类似于C语言,但又不完全相同。LabTalk还包含了带有功能选择和参数的DOS类型命令,并具有和VB相似的对象属性和方法[4]。另外LabTalk可以自定义对象,从而增加了灵活性,令用户在使用Origin时更加自由。 1.2计算流程

板式吸收塔理论塔板数的计算

板式吸收塔理论塔板数的计算 14404806 龙益如 通常在吸收操作中,大多采用填料塔。然而,填料式吸收塔不是在所有情况下均适用,仅在处理量较小,塔径在600毫米以下时(文献得知),采用填料塔比较经济。当塔径较大时,可能出现严重的壁流和沟流现象,导致吸收效率下降。故,处理量较大时,采用板式吸收塔。另外,填料塔不能像板式塔一样设置人孔进行检修和清洗,故此方面依旧板式塔更优。 下面进行板式吸收塔的理论塔板数的计算,主要参照板式精馏塔采用逐级计算法和图解法,另外由查阅文献介绍解析法等其他方法。 方法一: 首先,我们假定板式吸收塔中每一块塔板均为理想板,即塔板上的液相组成是均匀的,且离开该板的气液两相处于平衡状态,即所谓理论板。同时,在气相中采用惰性组分的摩尔比为基准,在液相中采用吸收剂的摩尔比为基准,且满足吸收过程中惰性组分吸收剂的流量均可视为恒定,即各板上升的惰性组分的摩尔流量V均相等,各板下降的吸收剂的摩尔流量L均相等。基于以上讨论,参照板式精馏塔的处理方式,进行计算: 如图所示,在全塔范围内对溶质进行物料衡算得 V Y b+LX a=VY a+LX b(1-1) V Y b?Y a=L(X b?X a)(1-2)

在吸收塔的任意两板间(i 和i+1)分别与塔顶 或者塔底的范围内,对溶质A 进行物料衡算得 V Y i +1+LX a =VY a +LX i 移项,得 Y i +1=L V X i +(Y a ?L V X a )(1-3)即为板式吸收塔的操作线方程。 由以上部分计算对比教材上填料式吸收塔的计算可 知,此部分两者的处理方法基本相同。故,后续部 分计算直接采用书上已有公式。 其中,Y a =Y b (1?φA ) (1-4) 而最小液气比 (L V )min =Y b ?Y a Y b m ?X a (1-5) 又实际液气比为 L V =(1.1~1.2)(L V )min (1-6) 图1-1 一般情况下,进行吸收操作时,处理量V 、进塔气体组成Y b 、出塔气体组成Y a 以及进塔吸收剂组成X a 均为设计时已经确定的量,故式1-2、1-5、1-6可求得出塔吸收液组成X b 。 从塔顶开始进行逐板计算: 由平衡线方程 Y =mX (1-7) X 1=Y a m 由操作线方程: Y 2=L V X 1+(Y a ?L V X a ) 由平衡线方程: X 2=Y 2m

理论塔板计算

理论塔板计算

第五节精馏过程的物料衡算和塔板数的计算日期:2008-4-5 3:29:24 来源:来自网络查看:[大中小] 作者:不详热度: 505 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N T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N P 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=…………= L n = 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

精馏塔的计算

本次设计的一部分是设计苯酐轻组分塔,塔型选用F1浮阀塔,进料为两组分进料连续型精馏。苯酐为重组分,顺酐为轻组分,从塔顶蒸除去,所以该塔又称为顺酐塔。 5.1 确定操作条件 顺酐为挥发组分,所以根据第3章物料衡算得摩尔份率: 进料: 794.0074.4323 9072 .5x F == 塔顶: D x =0.8502 塔底: w x =0.002 该设计根据工厂实际经验及相关文献给出实际回流比R=2(R=1.3R min ),及以下操作条件: 塔顶压力:10.0kPa ; 塔底压力:30.0kPa ; 塔顶温度:117.02℃; 塔底温度:237.02℃; 进料温度:225℃; 塔板效率:E T =0.5 5.2 基础数据整理 (1)精馏段: 图5-1 精馏段物流图 平均温度: ()01.17122502.1172 1 =+℃

平均压力:() =?? ? ????+??-?333100.107519.75100.10100.30213103.015?pa 根据第3章物料衡算,列出精馏段物料流率表如下: 标准状况下的体积: V 0=2512.779.42234.7880=?Nm 3/h 操作状况下的体积: V 1=6 36 10101.01003.1510101.027301.1712732512.779?+???+? =1103.2112 Nm 3/h 气体负荷: V n = 3064.03600 1103.2112 = m 3/s 气体密度: =n ρ0903.32112.11033409.2240= kg/m 3 液体负荷: L n = 9470.036003409.2240 = m 3/s 171.01℃时 苯酐的密度为1455kg/m 3 (2)提馏段: 图5-2 提馏段物料图 平均温度: ()01.23122502.2372 1 =+℃ 入料压力:()Pa k 9.1475 19 751030=-? -

连续精馏理论塔板数的计算

5.3 连续精馏理论塔板数的计算 本节重点:理论塔板数的计算。 本节难点:理论塔板数的计算—逐板计算法和图解法; 双组分连续精馏塔所需理论板数,可采用逐板计算法和图解法。 5.3.1逐板计算法 假设塔顶冷凝器为全凝器,泡点回流,塔釜为间接蒸汽加热,进料为泡点进料如图5-5所示。 因塔顶采用全凝器,即 y 1=x D 5-24 而离开第1块塔板的x 1与y 1满足平衡关系,因此x 1可由汽液相平衡方程求得。即 1 1 1)1(y y x --= αα 5-25 第2块塔板上升的蒸汽组成y 2与第1块塔板下降的液体组成x1满足精馏段操作线方程,即 D x R x R R y 1 1 112+++= 5-26 同理,交替使用相平衡方程和精馏段操作线方程,直至计算到x n

2 精馏塔的工艺计算

2 精馏塔的工艺计算 2.1精馏塔的物料衡算 2.1.1基础数据 (一)生产能力: 10万吨/年,工作日330天,每天按24小时计时。 (二)进料组成: 乙苯212.6868Kmol/h ;苯3.5448 Kmol/h ;甲苯10.6343Kmol/h 。 (三)分离要求: 馏出液中乙苯量不大于0.01,釜液中甲苯量不大于0.005。 2.1.2物料衡算(清晰分割) 以甲苯为轻关键组分,乙苯为重关键组分,苯为非轻关键组分。 01.0=D H K x , 005.0=W LK x , 表2.1 进料和各组分条件 由《分离工程》P65式3-23得: ,1 ,,1LK i LK W i HK D LK W z x D F x x =-=--∑ (式2. 1) 2434.13005 .001.01005 .0046875.0015625.08659.226=---+? =D Kmol/h W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h 0681 .1005.06225.21322=?==W X W ,ωKmol/h 编号 组分 i f /kmol/h i f /% 1 苯 3.5448 1.5625 2 甲苯 10.634 3 4.6875 3 乙苯 212.6868 93.7500 总计 226.8659 100

5662.90681.16343.10222=-=-=ωf d Kmol/h 132434.001.02434.1333=?==D X D d ,Kmol/h 5544.212132434.06868.212333=-=-=d f ωKmol/h 表2-2 物料衡算表 2.2精馏塔工艺计算 2.2.1操作条件的确定 一、塔顶温度 纯物质饱和蒸气压关联式(化工热力学 P199): C C S T T x Dx Cx Bx Ax x P P /1)()1()/ln(635.11-=+++-=- 表2-3 物性参数 注:压力单位0.1Mpa ,温度单位K 编号 组分 i f /kmol/h 馏出液i d 釜液i ω 1 苯 3.5448 3.5448 0 2 甲苯 10.6343 9.5662 1.0681 3 乙苯 212.6868 0.1324 212.5544 总计 226.8659 13.2434 213.6225 组份 相对分子质量 临界温度C T 临界压力C P 苯 78 562.2 48.9 甲苯 92 591.8 41.0 乙苯 106 617.2 36.0 名称 A B C D

理论塔板计算

第五节精馏过程的物料衡算和塔板数的计算日期:2008-4-5 3:29:24 来源:来自网络查看:[大中小] 作者:不详热度: 505 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N T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N P 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=…………= L n = 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

理论塔板数

理论塔板数 色谱的柱效参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率(简称柱效)。 N与柱长成正比,柱越长,N越大。用N表示柱效时应注明柱长,,如果未注明,则表示柱长为1米时的理论塔板数。(一般HPLC柱的N在1000以上。) 若用调整保留时间(tR’)计算理论塔板数,所得值称为有效理论塔板数(N有效或Neff)=16(tR’/W)2 谱线红移 对于宇宙谱线红移,从可能性的角度可能存在三中形成谱线频移的原因,即:距离效应、多普勒效应、康普顿效应,本文从理论上提出鉴别那一种是形成主要原因的方法。 不饱和度 不饱和度又称缺氢指数,即有机物分子中与碳原子数相等的开链烷烃相比较,每减少2个氢原子,则有机物的不饱和度增加1,用Ω表示。 气相色谱法(gas chromatography 简称GC)是色谱法的一种。色谱法中有两个相,一个相是流动相,另一个相是固定相。如果用液体作流动相,就叫液相色谱,用气体作流动相,就叫气相色谱。 气相色谱法由于所用的固定相不同,可以分为两种,用固体吸附剂作固定相的叫气固色谱,用涂有固定液的担体作固定相的叫气液色谱。 按色谱分离原理来分,气相色谱法亦可分为吸附色谱和分配色谱两类,在气固色谱中,固定相为吸附剂,气固色谱属于吸附色谱,气液色谱属于分配色谱。 液相色谱法 liquid chromatography 用液体作为流动相的色谱法。1903 年俄国化学家M.C.茨维特首先将液相色谱法用于分离叶绿素。 原理和分类液相色谱法的分离机理是基于混合物中各组分对两相亲和力的差别。根据固定相的不同,液相色谱分为液固色谱、液液色谱和键合相色谱。应用最广的是以硅胶为填料的液固色谱和以微硅胶为基质的键合相色谱。根据固定相的形式,液相色谱法可以分为柱色谱法、纸色谱法及薄层色谱法。按吸附力可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶渗透色谱。近年来,在液相柱色谱系统中加上高压液流系统,使流动相在高压下快速流动,以提高分离效果,因此出现了高效(又称高压)液相色谱法。样品中各组分在两相中分配系数的差异。 中文词条名:火焰离子化检测器(FID) 英文词条名: 有机物在氢火焰中燃烧时生成的离子,在电场作用下产生电信号的器件。 死时间 死体积(dead Volume),从进样到惰性气体峰出现极大值的时间称为死时间. 所谓惰气指的是与色谱固定相无相互作用的组分,也就是说它能与进样瞬间的载

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