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第6章 多组分分离过程的计算 Calculation and applications of separation processes of multi-components 6.1 相平衡计算(Calculation of Phase Equilibria) 泡点压力计算Bubble Pressure Calculation 6.2 闪蒸计算 Flash Evaporation Calculation 闪蒸计算步骤框图Calculating Scheme 6.2.1 等温闪蒸(部分汽化、部分冷凝) 例6-1 续解例6.1 6.2.2 等焓节流过程 6.2.3 液液部分互溶的分层计算 6. 3 多组分简单精馏塔的计算Calculation of distillation process of multi-component systems 简单精馏塔基本方程 6.3.2 简单精馏塔计算自由度分析 独立方程数与自由度 简单精馏塔独立变量选择 6.3.3 简单精馏塔的简捷计算法 (2) 计算最少理论板数的计算 (3) 最小回流比和实际塔板数 (5) 进料板位置的确定 6.4 复杂精馏塔的精确计算法 6.4.1 数学模型的建立 6.4.2 三对角矩阵的建立 三对角矩阵的建立 三对角矩阵的建立 6.4.3 三对角矩阵的求解 (2) 流量加和(SR)法 流量加和法的温度校正 流量加和法的温度校正 流量加和法的温度校正 流量加和法的计算步骤 * * 《高等化工热力学》第6章 尽管二元系相平衡最为大家所熟悉，且绝大多数的相平衡数据都是针对二元体系实验测定的，但是在实际化学工业过程中，所涉及的大都是三元以上的多组分体系。 在前面相平衡知识的基础上，我们知道汽液相平衡的条件为 。对汽相组分i的逸度计算，可用合适的状态方程计算逸度系数而得到；对液相组分i的逸度计算，可用状态方程计算逸度系数或用Wilson方程等计算活度系数而得到，因而建立了汽液平衡两相之间的组成关系。 这里，我们将用这些关系，介绍多组分化工分离过程的计算方法，包括相平衡计算、闪蒸计算、以及精馏塔计算。 在化工相平衡计算中，分以下四类计算： (1) 已知体系的温度T与液相组成xi，求泡点压力p与汽相组成yi，简称泡点压力计算， ； (2) 已知体系的压力p与液相组成xi，求泡点温度T与汽相组成yi，简称泡点温度计算， ； (3) 已知体系的温度T与汽相组成yi，求露点压力p与液相组成xi，简称露点压力计算， ； (4) 已知体系的压力p与汽相组成yi，求露点温度T与液相组成xi，简称露点温度计算， 。 上述四种类型的计算，以泡点压力计算为基础计算。在程序设计中，其它计算都是通过调用泡点压力计算的子程序而实现的。下面介绍泡点压力计算的步骤。 《高等化工热力学》第6章 从汽液平衡关系式，不难理解其计算步骤。 计算过程遵循：必须已知所有的输入数据，如果尚未知，先假设后再循环并校正。一个假设需要一层循环。 泡点压力的计算顺序如右。 同学们试想以下，泡点温度的计算顺序如何？ 《高等化工热力学》第6章 闪蒸计算的用途很广，如加压液体的减压节流闪蒸、气体冷却部分冷凝等，一股进料(汽/液)经过一个过程(绝热减压、加热、冷却)后变为汽液两相物料，都可以用闪蒸计算。 如果进料流量为F，组成为zi；分离后的汽相流量为V，组成为yi；液相流量为L，组成为xi。为了减少循环变量，定义： i组分物料平衡： i组分汽液平衡： 总物料平衡： 汽相分率： 《高等化工热力学》第6章 F, zi L, xi V, yi 《高等化工热力学》第6章 闪蒸计算的已知条件为： (1) 进料流量F、温度T、压力p、组成zi； (2) 绝热过程后的压力，或加热/冷却之后的温度、压力。 无论已知的是什么条件，闪蒸之后的液相流量L、液相组成xi、汽相流量V、汽相组成yi都是需要求解的。为了减少循环变量，前面引入汽相分率e，使得循环较少到两重。 另外闪蒸计算一般要配合能量平衡、物料平衡计算完成。 以绝热减压闪蒸计算为例。 《高等化工热力学》第6章 化工