分离工程第二章在.ppt

第七节 复杂精馏塔的计算;分离工程;目 录;2.1 概述;2.1.1 理论板、板效率; 精馏操作的开发目的： 将A+B混合物→分离成A、B两股物料，要求： 确定适宜的操作条件和参数 P，R，NT ，q… 工艺参数 确定适宜的设备结构和尺寸 D，H，结构… 设备参数;① 精馏塔分离序列的安排； ② 精馏塔类型的选择； ③ 单座精馏塔的设计计算， 包括： 1.确定塔的直径和高度； 2.确定适宜的操作条件和参数； 3.进行再沸器和冷凝器的设计计算; 4.进行塔的结构的设计计算。 ; ①? 确定操作压力；P ② 确定相平衡关系；PTXY ③ 建立精馏操作的数学模型； ④ 解数学模型，求出操作参数(R、q)、和设备参数(NT、NF)； ⑤ 板式塔：确定板效率,将理论板数转化为实际板数； 填料塔：选定填料型式和尺寸后，求取理论板当量高度， 从而算得填料层高度； ⑥ 板式塔：确定塔板型式，求算塔径、塔高以及塔板的结 构尺寸； 填料塔：计算塔径，进行液体和汽体分布器的设计。; 精馏操作的开发步骤： 相平衡，操作压力（P） 建立数学模型 （MESH）;2.2 汽液相平衡;相平衡常数 相对挥发度 ;相平衡时: 汽相逸度 液相逸度;可凝性组分： 不凝性组分：; 理想气体 汽相 理想溶液 实际气体 理想溶液 液相 实际溶液 ;气相 液相;Ki计算的关键在于解决以下各热力学变量的计算：; 混合物: 纯组分: 偏摩尔体积:;例: 理想气体 PV=nRT 代入（2-16）式，得： 混合物: 纯组分:; 气相: 液相: ; 气液两相均为理想溶液时:;维里方程： 混合物逸度： 纯组分逸度： 计算步骤： ; 状态方程计算 方法与步骤： 1．方法 SRK方程 令 则（2-39）变为 ;对纯i组分;Saov改进的混合规则：;2．步骤 1）已知 2）用公式（2-44～48）计算 3）用公式（2-41～43）计算 4）将 代入（2-49）计算 5）用 代替 ，按步骤2-4求出 6）计算 ;将纯物质在系统T、P下的液体视为标准态，则;; Van Laar方程、Margules方程有悠久的历史，仍有实用价值，特别是定性分析方面。 优点：数学表达式简单；容易从活度系数数据估计参数； 非理想性强的二元混合物包括部分互溶物系，也经 常能得到满意的结果。 缺点：不能用二元数据正确推断三元系的活度系数。 不能用于多元系相平衡计算。;二元系Vanlarr方程： ; Wilson、NRTL和Uniquac方程是根据不同的局部组成含义和不同的溶液模型得到的活度系数方程。它们的优点是：仅用二元参数即可很好的表示二元和多元的相平衡关系。 Wilson方程：汽液平衡计算有较高的精度； （2-71） 不能用于液液平衡的计算。 NRTL方程： 能进行汽液平衡和液液平衡的计算； （2-74） 但方程中每对二元系多了第三参数α12； Uniquac方程：有NRTL的优点，但数学表达式最复杂； （2-79) 适用于分子大小相差悬殊的混合物。;Wilson方程 二元系： 多元系： 参数： ; NRTL方程 二元系： 多元系： 参数： ;Uniquac方程 　　 二元系： 参数：; H2O 1.0 丁醇类 0.88 CH3OH 0.96 戊纯类 1.15 C2H5OH 0.92 己醇类 1.78 丙醇类 0.89 庚醇类 2.71;1.用一对无限稀释活度系数 确定参数 在V、M方程中 因为