闪蒸过程的计算.doc

_第三节 闪蒸过程的计算2.3 等温闪蒸和部分冷凝过程流程示意图：液体混合物的汽化气体混合物的冷凝闪蒸过程的计算方程（MESH）物料衡算-M方程： C个相平衡-E方程： C个摩尔分率加和式-S方程： 2个热量平衡式-H方程： 1个变量数：3C+8个 (F, ,T,P,V,L,Q,)方程总数：2C+3个需规定变量数：C+5个其中进料变量数：C+3个（F, ,）根据其余2个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类：表2-4闪蒸计算类型规定变量闪蒸形式输出变量p,T等温Q, V, L, yi, xip,Q=0绝热T, V, L, yi, xip,Q0非绝热T, V, L, yi, xip,L(或)部分冷凝Q, T, V, yi, xip(或T),V(或)部分汽化Q, T(或p), L, yi, xi2.3.1 等温闪蒸规定：p、T计算：Q, V, L,一、汽液平衡常数与组成无关 已知闪蒸温度和压力，值容易确定，所以联立求解上述（2C+3）个方程比较简单。具体步骤如下：1. 输出变量求解将E-方程： 代入M方程： 消去，得到： 将L=F-V代入上式：(2-66)汽化率代入（2-66）式，得到：（2-67） （2-68） 将（2-67）和（2-68）式代入S-方程，得到：（2-69）（2-70）两式相减，得：-闪蒸方程 （2-71） F=V+L 通过闪蒸方程（2-71）求出汽化率后，由（2-67）和（2-68）式可分别求出，进而由总物料衡算式（2-64）可求出V和L,由热量衡算式（2-65）可求出Q汽化率的迭代：设初值，计算（2-71）可采用Newton-Raphson法迭代：2. Q的计算 Q-吸热为正，移热为负 H-混合物的摩尔焓对于理想混合：纯组分摩尔焓3. 判断闪蒸过程是否可行的方法方法一：已知T、P 对进行泡点计算： 试差泡点对进行露点计算： 试差露点判断：若闪蒸问题成立方法二：对在T、P下进行露点计算：对在T、P下进行泡点计算：判断： 若 同时成立，闪蒸问题有解闪蒸过程计算框图： 开始打印 输入T,P,F,Z 计算计算泡点 计算露点 汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算对分层迭代：由（2-67），（2-68）计算x,y 开始 给定F,Z,P,T归一化比较：估计和归一化值比较： 估计初值x,y 计算不收敛如果不直接迭代，收敛重新估计x,y值 由Rachford-Rice方程迭代输出思考题1、相平衡关系可用几种方法来表达。2、就活度系数法计算汽液平衡常数的通式，分以下几种情况进行讨论： 1）汽相为理想气体，液相为理想溶液； 2）汽相为理想气体，液相为非理想溶液； 3）汽相为理想溶液，液相为理想溶液； 4）汽相为理想溶液，液相为非理想溶液。3、什么叫露点，精馏塔顶温度如何处理？4、什么叫泡点，精馏塔釜温度如何处理？5、怎样求算非理想物系泡点压力？6、怎样判断混合物在T，P下的相态，若为两相区其组成怎样计算？本章小结 学习本章要熟练掌握多组分非理想体系平衡常数计算方法；掌握汽液相平衡关系常用的两种形式；会用相平衡常数和相对挥发度表示相平衡关系；泡点和露点计算要会查阅P-T-K列线图，求算烃类物质的K值，了解平衡常数与组成有关的泡、露点计算。了解等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。 重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子。多组分物系的泡点方程、露点方程及计算方法。等温闪蒸过程和部分冷凝过程。闪蒸方程及闪蒸过程的计算。 难点：多组分非理想体系平衡常数计算。多组分物系的泡点温度和泡点压力、露点温度和露点压力的计算。等温闪蒸过程和部分冷凝过程的计算。例:某精馏塔的操作压力为0.1Mpa，其进料组成为（摩尔分数）组分 正丁烷 正戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 总合组成 0.05 0.17