第三章 汽液传质分离过程-8.ppt

上节内容回顾 共沸精馏的分类和各类精馏的原理过程 共沸剂的选择 共沸精馏的简单计算 1.1 吸收的应用（目的） 1.2 吸收操作分类 1.3 吸收的流程 3.5.1 多组分吸收和解吸过程 （I）无解吸的吸收塔 3.4.2 多组分吸收和蒸出过程分析一、设计变量数和关键组分 吸收塔 Nx： 吸收剂 C‵+ 2 原料气 C+2 压力等级数 N 和 C+C‵+4+N Na： 串级单元数 1 蒸出塔 Nx： 蒸出剂 C‵+ 2 吸收液 C+2 压力等级数 N 和 C+C‵+4+N Na： 串级单元数 1 吸收塔 Nx： 吸收剂 C‵+ 2 原料气 C+2 压力等级数 N 和 C+C‵+4+N Na： 串级单元数 1 带吸收剂再循环的吸收流程 当原料气处理量较大，溶质组分含量较低或溶解度较 低或要求完全吸收时，常采用多塔吸收流程。 适用于： （1）热效应显著的吸收过程，部分吸收液再循环可降低 吸收塔内温度。 （2）对于按物料衡算估算所需吸收剂用量过少，不能 满足最小液体喷淋密度要求时。 （3）对于制取液态产品的吸收操作，为获得较高含量的液 态产品时。 （II）吸收—解吸的双塔流程 用再沸器的解吸塔 Na的指定： 操作型计算：指定 N 设计型计算：指定 一个关键组分分离要求 3.5.1.2多组分吸收和解吸过程分析 蒸出塔 Nx： 蒸出剂 C‵+ 2 吸收液 C+2 压力等级数 N 和 C+C‵+4+N Na： 串级单元数 1 一、设计变量数和关键组分 * 第三章 特殊精馏之共沸精馏-8 例：用双塔共沸精馏体系脱除正丁醇中的水。进料流量F=5000kmol/h,原料 含水28%（mol），气液进料，气相分率为30%。操作压力101.3kpa。饱和 液体回流。规定丁醇塔中，L1/V1=1.23(L/V)1,min,水塔中V2’/B2=0.132。要求 丁醇产品中含水量不大于0.04摩尔分数，废水中含正丁醇不大于0.005摩尔 分数。计算：①产品流率；②两个塔的平衡级数和适宜进料位置。 解： (1)两塔均采用再沸器加热的方案。 ①进料位置的判断 由气液平衡数据， 应1塔进料。 ②物料横算 已知间接加热： 解得： ③1塔操作线和理论板数的确定 α.确定夹点的气液相组成及最小液气比 若夹点出现在进料板处，则画图得到q线和平衡线的交点坐标。 将q=1-0.3=0.7和xF值代入上式得:y=-2.33x+0.933,将其绘于y-x图上，与平衡线交于J1点，xJ1=0.17，yJ1=0.53。 若夹点出现在塔顶，设为J2点，因回流液组成x回=0.573。固，J2点 的气相组成应是与回流液成平衡的y值，故，yJ2=0.75。 最小气液比 若1塔夹点在塔顶 若1塔夹点在进料板 b.操作线和理论板的确定 得精馏段操作线方程 作精馏操作线、q线、提留操作线，在x回=0.573与精馏段操作线交点处开始做阶梯，图解理论板，得N=4,其中，NR=2，NS=2。 ④2塔操作线和理论板数的确定 由题意，V2’/B2=0.132， 又B2=1256.5 所以V2’=165.9， L2’= V2’+B2=1422.4。 得2塔操作线方程： 画操作线。 由x回’=0.975与操作线交点J3开始图解理论板，N2=2。 二元均相共沸物的变压精馏 当共沸组成随总压变化明显变化时， 采用两个不同压力操作的双塔精馏流程，可实现两元混合物的分离。 该方法是分离二元均相共沸物系最简单和最经济的技术。 1、分离流程 以甲乙酮(MEK)-水(H2O)的分离过程为例。 常压下，该物系形成二元最低共沸物。 此时共沸物组成含MEK65%（摩尔分率）。 0.7MPa下，共沸物组成含MEK50%。 两个压力下的T-x-y相图，如图。 以甲乙酮(MEK