分离工程课程总结教学课件

分离工程课程总结6、黄金时代是在我们的前面，而不在我们的后面。7、心急吃不了热汤圆。8、你可以很有个性，但某些时候请收敛。9、只为成功找方法，不为失败找借口(蹩脚的工人总是说工具不好)。10、只要下定决心克服恐惧，便几乎能克服任何恐惧。因为，请记住，除了在脑海中，恐惧无处藏身。--戴尔．卡耐基。分离工程课程总结分离工程课程总结6、黄金时代是在我们的前面，而不在我们的后面。7、心急吃不了热汤圆。8、你可以很有个性，但某些时候请收敛。9、只为成功找方法，不为失败找借口(蹩脚的工人总是说工具不好)。10、只要下定决心克服恐惧，便几乎能克服任何恐惧。因为，请记住，除了在脑海中，恐惧无处藏身。--戴尔．卡耐基。《分离工程课程总结》21、机械分离过程处理的对象及重要方法对象：由两相以上所组成的混合物——非均相混合物。重要方法：过滤、沉降、离心分离、旋风分离等。1绪论一、分离过程的分类2、传质分离过程处理的对象及特点对象：各种均相混合物。特点：是有质量传递现象发生。3四、分离过程的一般原则均相体系的分离过程为不可自发进行的过程，需要提供专门的过程设备，并要消耗相当的能量或化学试剂，才能达到分离的目的，否则分离不可能实现。分离过程的一般原则：分离设备分离剂（能量或物质）原料或混合物产品1产品2残余物1绪论

62多组分分离基础

一、相平衡1、相平衡条件各相的温度、压力相同，各相组分的化学位（逸度）也相等。2、汽液平衡关系的表示72多组分分离基础

3、汽液相平衡常数的计算方法状态方程法活度系数法计算汽液平衡常数公式的各种简化形式及使用条件P-T-K列线图82多组分分离基础二、多组分系统的泡露点计算1、基本概念

泡点温度、泡点压力、露点温度、露点压力2、泡露点计算所需的方程相平衡方程归一方程相平衡常数关联式92多组分分离基础3、泡露点计算的方法平衡常数与组成无关时(1)迭代法假设T/P已知P/T计算Ki计算yi计算∑yi判断∑yi=1？是T即为泡点TB/PB否调整T/P102多组分分离基础假设T/P已知P/T计算Ki计算xi计算f(T/P)判断f(T/P)

=0？是T/P即为露点温度TD/PD否调整T/P露点方程泡点方程112多组分分离基础(2)相对挥发度法用于计算平衡时的汽相组成由Kr与温度的关系即可求得泡点温度。用于计算平衡时的液相组成由Kr与温度的关系即可求得露点温度。122多组分分离基础三、闪蒸过程计算1、概念：闪蒸操作、部分冷凝操作2、计算方程总物料衡算各组分物料衡算相平衡关系归一方程焓平衡方程132多组分分离基础3、闪蒸问题的核实方法一：分别用泡点方程和露点方程计算在闪蒸压力下进料混合物的泡点温度和露点温度。若TB<T（闪蒸温度）<TD，则闪蒸问题成立。方法二:假设闪蒸温度T为进料组成的泡点温度，若∑Kizi>1,假设闪蒸温度T为进料组成的露点温度，若∑(zi/Ki)>1，则闪蒸问题成立。

若∑Kizi<1，说明进料在给定条件下为过冷液体。

若∑(zi/Ki)<1，说明进料在给定条件下为过热蒸汽。142多组分分离基础4、计算步骤闪蒸方程式迭代Ψ152多组分分离基础等温闪蒸过程的计算框图开始输入P、T、F、z计算泡点TB计算KiTB>T?结束yesyesno打印结果计算露点TDTD<T?令Ψ=(T-TB)/(TD-TB)计算f(Ψ)≤ε?计算V、L、xi、yi计算HF、HV、HLnono计算Qyes当时迭代Ψ闪蒸问题核实163精馏

一、设计变量计算1、单元设计变量设计变量数：

固定设计变量数：进料物流的变量数与系统的压力等级数之和。可调设计变量数：结论：各种单元的可调设计变量均与组分数无关，而且都是一个很小的整数，即0或1；组分数只在固定设计变量中出现。172、装置设计变量数计算各单元的设计变量数之和联结的单元之间的新的约束关系数表示单元以串联形式重复使用的变量数方法一：

方法二：

Nxu：装置进料物流的变量总数+装置中具有的不同压力等级数；

3精馏18二、精馏过程简捷法计算1、概念关键组分（LK、HK）；轻组分、重组分；分配组分、非分配组分；清晰分割、非清晰分割；最小回流比、全回流；关键组分的回收率2、精馏分离的依据混合物中各组分的挥发度不同3、普通精馏塔的设计变量数及可调变量的规定4、进料的热状况参数q过冷液体进料q>1；饱和液体进料（泡点进料）q=1；两相进料0<q<1；饱和蒸气进料（露点进料）q=0；过热蒸气进料q<03精馏193精馏5、清晰分割时的全塔物料衡算对轻组分作物料衡算：对重组分作物料衡算：馏出液：釜液：总物料衡算：203精馏6、普通精馏塔的简捷算法1）Underwood方程与最小回流比Rmin2）Fenske方程与最少理论板数Nmin摩尔分数213精馏3）最佳回流比R4）Gilliland关联与平衡级数N5）最佳进料位置摩尔流量回收率223精馏6）非清晰分割时的分配亨斯特别克(Hengstebeck)法；迭代法6）计算步骤开始输入已知数据确定轻、重关键组分根据分离要求233精馏估计非关键组分的分配确定塔顶、塔釜温度及相对挥发度确定进料级温度及相对挥发度计算全塔平均相对挥发度计算最少理论板数计算非关键组分的分配收敛？yesno按清晰分割泡\露点计算绝热闪蒸计算几何平均Fenske方程Fenske方程计算值与估计值比较243精馏计算最小回流比确定操作回流比计算实际理论板数计算进料位置计算QR、QC输出结果结束Underwood方程经验式Gilliland关联Kirkdride公式热量衡算253精馏当非关键组分在两产品中的分配符合清晰分割时，简捷法的计算程序是简单的，其步骤如下：①由清晰分割物料衡算计算各组分馏出液和塔釜液中的分配。②用露点和泡点温度计算，确定塔顶和塔釜温度。③用恩德伍特法确定最小回流比，并选择操作回流比。

④用芬斯克方程计算最小平衡级数。

⑤用吉利兰关联图确定平衡级数。⑥用克尔克勃莱特法确定进料级位置。⑦用能量平衡计算塔顶冷凝器和重沸器负荷。263精馏7、萃取精馏和共沸精馏1）概念：特殊精馏、萃取精馏、共沸精馏特殊精馏：既加入能量分离剂，又加入质量分离剂的精馏过程。萃取精馏：加入的质量分离剂(溶剂)只改变了原溶液中各组分的相对挥发度，而不和原溶液中的任一组分形成共沸物，且溶剂的沸点比原溶液各组分高，从塔釜液离开精馏塔。这种精馏过程称为萃取精馏。共沸精馏：在被分离的物系中加入质量分离剂S，它能与原溶液中的一个或者两个组分形成恒沸物，增大原溶液组分之间的相对挥发度，然后再用精馏的方法进行分离，这种形式的精馏称为共沸精馏或恒沸精馏。2）分离剂的作用和要求273精馏3）共沸精馏与萃取精馏的比较共同点：共沸精馏和萃取精馏都是在原溶液中加入溶剂，改变原溶液各组分的相对挥发度，使原来不能用精馏方法分离的溶液可以用精馏方法分离。主要差别：共沸精馏使用的共沸剂必须与被分离组分形成共沸物，而萃取精馏则无此限制，因此对特定的体系，萃取精馏萃取剂的选择范围较广。通常共沸精馏的共沸剂由塔顶蒸出，而萃取精馏中的萃取剂则从塔釜排山。因此，一般情况下共沸精馏消耗的热量比萃取精馏多，在经济上不及萃取精馏。283精馏共沸精馏因为共沸物组成的限制，操作条件比较苛刻。在连续操作时萃取精馏可以在较大的范围内变化其过程参数，比较灵活。但是，共沸精馏可用于间歇操作，而萃取精馏则不宜用于间歇操作。共沸精馏的操作温度通常比萃取精馏低，故当有热敏性组分存在时，采用恒沸精馏更合适。萃取精馏加入的萃取剂量大，塔内液相流量远大于气相，因而气液两相接触较差，导致塔板效率降低，大约为普通精馏塔的一半。295多组分多级分离的严格计算

MESH方程的求解方法1、逐级计算法1）方程的分组按平衡级分组，共N大组2）计算起点的确定原则：组成能较准确估计的截面为计算起点

进料中无重组分时，以塔顶为起点进料中无轻组分时，以塔釜为起点3）精馏段、提馏段的操作线方程4）适宜进料位置的确定方法，与简捷法比较5）计算步骤305多组分多级分离的严格计算2、三对角线矩阵法1）方程的分组按方程的类型分组，共三大组2）泡点（BP）法方程的匹配：ME→xi,j、yi,j；S→Tj;H→Lj(Vj)适用情况：精馏过程操作型计算计算步骤、框图3）流率加和（SR）法方程的匹配：ME→xi,j、yi,j；S→L