第三章_多组分精馏.ppt

1、第三章多分类整流和特殊整流，主要内容和要求：1 .掌握设计变量的确定方法对多组分蒸馏过程的深入了解将进行分析。掌握多组分蒸馏的简单计算方法。4.掌握萃取精馏和共沸精馏的原理和过程分析。掌握吸收过程的简单计算方法。3.1设计变量3.2多成分蒸馏工艺3.3萃取精馏3.4共沸蒸馏3.5反应精馏和盐蒸馏，3章多成分蒸馏和特殊蒸馏，3.1设计变量，3.1.1单位设计变量3.1.2装置的设计变量，设计变量：设计前要求，设计Ni=NV NC设计变量数系统中独立变量之间的变量数约束关系数，变量数NV:出入物流中独立变量数能量更换数，约束关系数NC:物料平衡表达式有C个组件，用于建立C个物料平衡。能量平衡每个系

2、统只有一个能量平衡。相平衡关系可以建立C(1)相平衡关系。化学平衡对化学反应系统，化学平衡类型o；其他内在关系安排的关系，例如料号温度、压力等。3.1.1个单位的设计变量，将复杂的化学装置分解为简单单位：确定单元中设计变量数遵循的一般原则：Nie=NVe NCe，示例1。分配器，设计变量数分为固定设计变量数NXe供应物流变量数系统压力。可曹征的设计变量数除Nae NXe以外的其他变量数。Nie=NXe Nae，示例2。产物为两相电凝器，例3。绝热简单平衡级，3.1.2装置的设计变量，示例4。简单吸收塔(N块理论板级联)、吸收塔设计变量：理论板数或确定精馏塔的简单可靠设计变量的方法：(1)根据每

3、个单相物流，有(C 2)个变量，计算由供应物流确定的固定设计变量数。(2)确定设备的压力数。(3)以上两项的和是装置的固定设计变量的数目。(4)串联单元数、分配器数、侧线采集单元数和传热单元数相加，成为整个设备的可曹征设计变量。范例6 .带侧线采集出口的整流塔等于供给压力，3.1多组整流过程，3.2.1多组整流过程分析3.2.2最小回流比3.2.3最小理论塔数和组件分配3.2.4实际回流比和理论板数3.2 1，密钥组件数(Key Components)，Na=串行(3)电凝器饱和液回流或冷凝器的热导面积或蒸馏液温度。另外两个可曹征设计变量经常用于指定分类液和悬浮液的组浓度。在2万亿精馏的情况下

4、，指定馏出物中一组分的浓度，决定馏出物的整体组成。指定富液中一组的浓度，决定了富液的整体构成。在多组蒸馏的情况下，待定设计变量的数量仍然为2，因此只能指定两组的浓度，其他组的浓度相应地确定。设计人员指定分离要求的两个牙齿组通常称为关键组。蒸馏塔的任务：LK进入尽可能多的塔顶，排出蒸馏液。HK尽可能多地进入塔部额。在整流中不重要的组：将HK设置为与不重要的组I的相对挥发。多组整流系统配置：轻量级比基尼组(LNK)、轻量级密钥组(LK)中间组中密钥组(HK)非密钥组(HNK)、重建分、密钥组属性3360 LK和HK形成分界线，越小整流中：LK的绝大多数出现在塔顶，在浮中受到严格控制。HK的绝大多数

5、出现在塔部，由顶部严格控制。没有LNK，更大，可以从塔顶提取纯LK，没有HNK，更大，塔部也可以提取纯HK。主要组件的指定原则：根据工艺要求确定。例如：ABCD(按挥发顺序减少)混合物分离工艺要求必须从AB和CD中分离。B为LK。c是HK，工艺要求首先是A:A是LK。b为HK，根据组是否出现在精馏塔的两端，可以分为分配组和非分配组。sharp split or sharp separation:馏分除了重要成分外，没有其他重组点。父液中除了京基集团外，没有其他京祖。在什么情况下可以得到明确的分割？如果两个主要组的相对易挥发性相邻，并且分离要求严格或不重要的组的相对易挥发性与主要组的差异较大，则

6、可以实现明确的分割。2，多组整流过程特征，2组整流，设计变量确定后，可以从一端开始判别计算，不需要试差。在多组分蒸馏的情况下，不能指定所有构成，必须先假定一端的构成，然后通过反复试验解决。下面通过实例分别比较两组整流和多组整流过程分析。2万亿精馏实例：苯甲苯，图3-1 2万亿整流流，温度，浓度分布，供应板的液体流速突变以外，各段的摩尔流率基本上是常数，3万亿精馏实例：苯(LK)苯(HK)异丙苯，图3，(2)不重要的组件通常不分配。也就是说，重构通常只出现在水壶液中，轻量组件只出现在馏出液中。(3)重而不重要的成分分别在供应板下，在上面形成几乎一定的区域。(4)所有组都存在于进料板上，但进料板含

7、量与进料量不相等。各组的浓度分布曲线在进料板上不连续。精馏过程的内在规律：在精馏塔中，温度分布主要反映物流的构成，整个级间流量分布主要反映热平衡计算的限制。蒸馏过程的内部规则，严格计算的基础。3.2.2最小回流比，恒浓度(夹点)精馏塔整体浓度不变的区域。二元蒸馏：抗浓度区：一，供应板，最小回流比：多元蒸馏特征：各集团徐璐影响，有上、下浓度区。所有调配组件都具有未分配组件的影响。一定浓度区域的位置不一定在供应板上。多组分蒸馏的一定浓度区域，(1)轻质，重组馏分均为郑智薰分配成分。供应板块正上方有多个托盘，可以将重组点的浓度降低到0。牙齿段落不能是一定浓度的区域。一定浓度的区域向上推，出现在蒸馏段

8、的中部。(阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure美国电视电视剧，)同样，京兆港浓度区出现在济流区的中部。(2)重组分为非分配组，轻组分为分配组。(3)重组分为分配组，轻组分为非分配组。(4)轻量化、重构均分为分配组。(4)，在最小回流比条件下出现了一定浓度的区域，区域内没有分离效果，需要无限多的理论板。最小回流费怎么计算？计算的Underwood(enderwood)公式：牙齿方法假定：1.固定摩尔流2。在电塔里，你可以把它看作常数。基准：恒定浓度概念，关联：平衡，物料平衡，未知公式：(；(xiD)m最小回流比下游液中I组的摩尔分数；XiF供给成分I的摩尔分数；q供应热状态参数(

9、供应液体分数)；方程式的来源。用整个回流下的xiD替换，LKHK的根，最后取平均值。3.2.3最小理论板数和分组分配，1 .最小理论板数，1，开车时先电流，等操作稳定后再出材料。，整个回流相当于最小理论板数，但在整个回流下没有产品开采，因此在正常生产中不使用整个回流。什么时候使用完全回流？2，研究实验室设备影响物质传递的因素。3、工程设计，必须知道最小板数。计算最小理论板数的fen ske(pinske)方程式：导出前提：1，在塔顶使用全凝固器。(如果使用分流器，分流器是第一个塔板。)2，所有的板都是理论板。从塔顶向下排序，定义为相对挥发：(3-2)，第二板的物料平衡计算：所以：相同：除以两个

10、表达式即可使用：替代(3-2)表达式：最小理论板数NM:(2)AB的近似值：1)两点平均值：2)三点平均值：3)单点值，1，在推导中没有做任何假设，所以很严格。3，方程的变形形式：摩尔分数可以用摩尔数、体积或重量比代替。因为转换系数可以徐璐抵消。你可以得到另一种常见的形式。4，Fenske方程也可用于2兆整流和多兆整流。5，最小理论板数仅与分离要求相关，与供应配置无关。6，Fenske方程可用于计算进料板位置、每段的理论板数和组分配。(1)供应板位置：将供应品作为塔顶(或塔部)。(2)每段理论板数：(3)组分配：通过变换Fenske方程，可以获得每个组流分配。规定了分离要求提供格式：(1)塔顶

11、和塔壶主要成分的百分比含量。代入用含量表示的Fenske方程：(2)规定塔顶和塔的回收率。取代标记为回收率的Fenske方程式：(3-9)，(3-13)；对于没有中间群组的系统：例如A(LNK)、B(LK)、C(HK)、D轻重核心集团的分离度高，轻集团的挥发性比LK的挥发性大得多，重组的挥发性比HK的挥发性小得多。几个茄子注意事项：对于p103示例3-2和示例3-3，对于具有A(LNK)、B(LK)、C(中间组)、D(HK)、E(HNK)等中间组的系统，请参阅，将D，W代入表中，完成物料平衡表(略)，2 .求最小理论板数，3 .确认明确分割的合理性，4 .把以前的结果调整为初值，进行考试。范例

12、33:计算已知：1。2.分离要求，解决：选择甲苯为LK，异丙苯为HK，二甲苯为中间核心组。分配材料时要进行p-二甲苯试验。1 .设定(根据相对挥发度估计)，其他组用明确的分割法处理，初始结果见下表。2 .由初始计算结果计算，中间组件计算：计算LNH组件B:计算中间组件：5。迭代3计算，改进物料平衡计算表，3.2.4实际回流比，理论板数，供应位置，1，实际回流比R回流比是影响精馏塔设备投资和运行成本的重要因素。回流比是精馏工艺设计计算的重要参数。作为经验：R=(1.11.5)当有Rm，R ROP时，总成本随着R牙齿的增加而急剧增加。到了R ROP，总成本随着R的减少而急剧增加。第二，理论板数、实际回流比和最小理论板数，一般用于求出实际理论板数的经验方法是Gilliland图、Erbar-Maddox图。，如果相对挥发度变化不大，郑智薰理想性大，图3-9 Gilliland图3-10 Erbar-Mddox，Gilliand图简单但不准确，回归的经验表达式为，已知X，(，3，确定适当的供给位置，)；取得范例3-2 Nm=6.805和料号台车对照表。牙齿问题求N，工资位置为1。R=1.25 RM=1.634，3。确定工资位置，塔的实际板为18个，利