化工分离工程第二章精馏探究.ppt

2 精 馏;第2章 精馏;2.1 概 述;2.1.1 理论板、板效率等概念;2.1.1 理论板、板效率等概念;2.1.1 理论板、板效率等概念;2.1.2 精馏操作开发的内容和步骤;2.1.2 精馏操作开发的内容和步骤;2.2 汽液相平衡;2.2.1 相平衡关系的表示方法;2.2.2 相平衡常数K求取途径;2.2.2 求取K的两条途径;2.2.2 求取K的两条途径;2.2.2 求取K的两条途径;2.2.2 求取K的两条途径;2.2.2 求取K的两条途径;2.2.3 汽液相平衡系统的分类;2.2.3 汽液相平衡系统的分类; 2.2.4 逸度、逸度系数 和焓的基本方程; 2.2.4 逸度、逸度系数 和焓的基本方程; 2.2.4 逸度、逸度系数 和焓的基本方程; 2.2.5 实际气体理想溶液的逸度; 2.2.6 烃类系统相平衡常数的 近似估算—p-T-K列线图; 2.2.7 从维里状态方程计算 逸度和逸度系数; 2.2.8 应用SRK状态方程计算 逸度、逸度系数和焓; 2.2.9 纯液体逸度的计算; 2.2.9 纯液体逸度的计算; 2.2.10 活度系数与 过剩自由焓的关系;2.2.11 沃尔型方程;2.2.12 威尔逊、NRTL和UNIQUAC方程;2.2.13 从实测的汽液平衡数据求取活度系数方程中的参数;2.2.14 相平衡常数计算方法的选择;2.2.14 相平衡常数计算方法的选择;2.2.14 相平衡常数计算方法的选择;规定液相组成 x 和压力p（或温度T），计算汽 相组成 y 和温度T（或压力p）。;2.2.15 多组分系统的泡点计算;2.2.15 多组分系统的泡点计算;例 2-1;解例 2-1;解例 2-1;2.2.15 多组分系统的泡点计算;例 2-2;解例 2-2;2.2.15 多组分系统的泡点计算;91;2.2.15 多组分系统的泡点计算;对于高压体系，需增加Ki的内层迭代。;2.2.16 多组分系统的露点计算;2.2.17 等温闪蒸计算;2.2.17 等温闪蒸计算;2.2.17 等温闪蒸计算;2.2.17 等温闪蒸计算;2.2.17 等温闪蒸计算;等温闪蒸计算步骤;例 2-3;解例 2-3;解例 2-3;主要内容及要求： 学习并掌握多组分平衡级理论模型的建立及求 解，熟练掌握精馏的简捷计算方法，掌握精馏塔 内的流率、浓度和温度分布特点。 重点： 三对角线矩阵方程的托马斯法、泡点法（BP法） 精馏的简捷计算方法;2.3 精馏计算;2.3.1 精馏的定态数学模型;2.3.2 定态模型算法概述;2.3.2 定态模型算法概述;???操作型问题可以指定以下变量： 1、进料信息：fij、hFj —— N（C+1）个 2、各级压力：Pj —— N个 3、各级侧线采出：Uj、Wj —— 2（N－1）个 4、各级换热：Qj —— N-2个 5、回流比R、V1（即DV）和级数N： —— 3个 + 未知量： (c+5)N-1 1、液相流率：li,j 、Lj—— N(c+1)个 2、气相流率：vi,j 、Vj —— N(c+1)个 3、各级温度：Tj —— N个 4、Q1、QN以及Kij、hj、和Hj ——N(c+2)+2 ;2.3.2 定态模型算法概述;一、王-亨克解法——泡点 (BP)法 将MESH方程分成三块，M+E方程，S方程，H 方程； M+E方程，S方程，内层迭代求解，与lij，Tj匹配； H方程在外层迭代求解，与Lj(Vj)匹配。 收敛判据： 内层：∑－－１≤ε１＝10-4 外层：Ｌj-Lj ≤ε2(0.001) ;2.3.3 三对角线矩阵算法;将MESH方程中的E方程代入M方程，消去vij整理得： 令 简化得： 当j=1时，li,0=0，则 ； 当j=N时，li,N+1=0，则 于是，N块板构成的方程组成三对角线方程组：;2.3.3 三对角线矩阵算法;2)利用高斯消去法解c个ME方程； 当全部解出后，可得所有板上、所有组分的lij ， 然后用硬性归一的方法得到 xij 。即 ：