第3讲：精馏简捷计算.ppt

1.关键组分 进料中按分离要求选取的两个组分，（大多是挥发度相邻的两个组分）。它们在塔顶或塔底产品中的回收率或含量通常是给定的，因此，对于系统的分离起着决定性的作用。 2.芬斯克方程 3. 恩德伍特方程 最小回流比时塔内将出现恒浓区，恒浓区中相邻板上的汽相浓度和液相浓度各自相同，该区域需用无限多理论板数才能实现一定的分离作用。 (1) 恒浓区 多元系 分布组分的概念 LK、HK－ 是分布组分，中间组分－也是分布组分； L，H －一般是非分布组分；但 当αL≈αLK 或αH≈αHK，LK与HK的分离要求不是很高，则L、H也会成为分布组分，出现在塔两端。 操作回流比的确定 操作回流比的确定存在一个经济核算问题。 建议： R＝(1.2∽2)Rm （考虑设备费用） 或 R＝(1.1∽1.24)Rm （考虑能量费用） 6、塔顶和塔底产品组成和量的估算 2）非清晰分割法 注意！ 清晰分割法与非清晰分割法都是近似估算方法 课后作业 习题3、5计算要点： 精馏塔简捷计算操作性算法的讨论 Case1: 提高塔顶产品质量xd↑ Case2: 提高生产能力，增大处理量D↑,F↑ * 精馏 精馏简捷计算 给定：进料量F，进料组成xF，分离要求xD、xB； 计算：理论板N、回流比R、进料位置NF 等。 二元精馏： 对于多元混合物的精馏计算，必须引入一些新的概念和定义。 简捷计算属于设计型的算法： 关键组分－由分离要求任意选定的两组分，含量是给定的； 设含有五组分的分离系统，挥发度依次递减： 令：B，C为关键组分 则：B－（LK） C－（HK） 　 A－非关键组分或（L） 　　 D－非关键组分或（H） E－在LK与HK之间称为中间组分、分布组分。 多元精馏中，当规定了轻重关键组分的分离要求，其它组分的含量相应确定。 A，B，E，C，D 组分 　 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4以上组分 组成mol% 1.0 61.1 7.3 24.2 0.8 5.6 工艺要求：（回收率） 该如何确定关键组分？ 例：裂解气深冷分离中的脱乙烷塔 1．条件是全回流； 2．Nm—包括塔釜的最少理论板数； 3．用塔顶和塔底平均 代替各板 的 是简化处理。 计算全回流操作时，达到规定分离要求所需的最少理论板 需要无限多块塔板才能达到规定分离要求时的回流比。 什么是最小回流比Rm？ 什么是恒浓区？ 用来估算达到规定分离要求所需的最小回流比。 因多组分精馏中，轻重组分的存在，使Rm的计算相当困难。 二元系 xD xF xB e 多元精馏在最小回流比下操作，塔内出现两个恒浓区。 LK－轻关键；HK－重关键；LNK－轻非关键；HNK－重非关键 1）分布组分 -- 在塔的两端均出现的组分； 2）非分布组分 -- 在塔的一端出现的组分； 上恒浓区是在脱除了重组分后轻重关键组分的分离。 下恒浓区是在脱除了轻组分后轻重关键组分的分离。 轻组分脱除区 重组分脱除区 提馏段分馏区 精馏段分馏区 上恒浓区 下恒浓区 设有四组分的料液，在最小回流比下操作： 由于存在L,H组分 塔内出现了上下两 个恒浓区。 问题：1. 恒浓区为什么出现在（Ⅱ,Ⅴ）区？ 2. 恒浓区会不会出现在其它区域？ 3.讨论恒浓区有什么意义？ 一般恒浓区的浓度和位置均未知，所以多组分Rm的严格计算至今没有一个通用方法，一般采用近似估算方法。 进料不含轻组分L，下恒浓区（Ⅴ）上移至加料板处； 进料不含重组分H，上恒浓区（II）下移至加料板处； 由于原料中存在L组分和H组分，所以出现在（II，Ⅴ）。 F F F F LK-HK-H L-LK-HK L-LK-HK-H Underwood方程的几点说明： 基本假定 ① α＝常数，② 恒摩尔流； 如果塔内α变化不大， ； 如果塔内α变化较大， ， 先算平均温度，再算 。 (2)Rm估算式 恩德吾特方程 θ应介于