化工-多组份精馏.ppt

（1）最少理论板数由以下芬斯克方程求得： 该方程也可用于多组分精馏，其区别是以轻、重关键组分的分离代替双组分的精馏。 （2）相对挥发度的估算 相对挥发度 相对挥发度的估算： 式中： xe－平衡曲线上E点液相摩尔分数；ye－平衡曲线上E点气相摩尔分数。 （3）回流比的选择 精馏总成本最低的回流比为最优回流比。总成本为投资费用和操作费用之和。而回流比变化对精馏同时存在正、负两方面的影响，如回流比为Rmin，其塔为无穷高，投资费用直线上升为无穷大。 当R适当提高时，投资费用很快下降为有限大小，总成本下降。当回流比继续增大时，则能耗随之增大，则操作费用迅速增大，R增到一定程度，设备费用开始升高，如塔径增大等，将使总成本开始上升。为此，回流比存在一优化的问题。 图中操作费用和投资费用之和最小的回流比为最适宜的回流比。这一回流比R通常选最小回流比倍数经验范围：大多数文献建议 R=1.1～2.0Rmin。 实际应用中回流比的选取还应考虑一些具体情况。例如，对于难分离的物系，宜选用较大的回流比。对于较易分离的物系，就可用高一点的塔，从而可以采用较小的回流比，减少能耗。 3、理论塔板的简捷计算法 将许多不同精馏塔的回流比、最小回流比、理论板数及最小理论板数即R、Rmin、N、Nmin四个参数进行定量的关联。常见的这种关联如图所示，称为吉利兰图（Gillilad）图。 吉利兰关联是根据61个双组分和多组分精馏塔的逐板计算结果理得到。可近似表示为下式： 在1940年吉利兰关联提出后，不少研究者提出了各种关联，希望提高估算精度，但效果不明显，吉利兰关联至今仍到得广泛应用。 用吉利兰关联估算理论板数，包括如下三步: ①首先用芬斯克方程计算最少理论板数; ②计算给定条件下的最小回流比； ③应用吉利兰经验关联式估算所需理论板数。 [例] 在连续精馏塔中分离苯、甲苯混合液。原料液的流量为5000kg/h，其中苯的摩尔分数为0.45，要求馏出液中含苯98.0%，釜残液中含甲苯 95%。料液在饱和液体下加入塔中，操作回流比R=2.5，苯与甲苯的平均相对挥发度α = 2.41。试估算所需的理论塔板数。 解：(1) 计算Nmin (2) 计算Rmin （3）计算N 查图得 解得： N = 13 吉利兰关联估算理论板数的步骤： 第二节 单级平衡分离过程 2—1、泡点和露点的计算 计算类型 已知液相组成 、系统P，求 和 已知液相组成 、系统T，求 和 根据相律F=C可知下面的计算类型： 泡点：是指液体在恒定的外压下，加热至开始出现第一个气泡时的温度。相当于全凝器 露点：是指气体冷却时，开始凝聚出第一个液滴时的温度。 相当于全蒸发器 第七讲 1、泡点方程 K与P、T的关系 P K T K 2、计算步骤 设 查 由T、P ？ 结束 Y N 一、泡点计算 说明 1 说明所设 高，应降低 重设 1 说明所设 低，应提高 重设 3、加速收敛法 设 为关键组份平衡常数 试差步骤如下： 设 查 由T、P ？ Y end N 二、露点计算 1、露点方程 2、计算步骤（略） 3、加速收敛法 由于： 所以： 三、电算方法，即构造方程求解。 1、泡点： 前提条件： 用表达式表示或用式计算。 构造如下方程： 牛顿迭代法 函数图如右侧 则: 使： 所以： T0点斜率 2、露点： 构造如下方程： 方法同上，再求得 最终求得： 2-2 多组份单级分离 单级分离类型：物料经加热、冷却或降压使其分离为 气液两相，即一个平衡级过程。 1、部分气化 2、部分冷凝 3、绝热闪蒸 特点：相当于一块理论板 如下图示： 部分再沸器图 如下图示： 部分冷凝器图 如下图示： 等焓节流器图 一、部分汽化和部分冷凝计算 1、基本方程：依据 物料衡算 相平衡方程 （1）、部分汽化： 设汽化率 （2）、部分冷凝： 设液化率 2、计算类型：根据 （1）已知 （2）已知 由t,p 结束 N Y 2、电算方法 方法一：构造函数 受初值e影响。 设初值e=1才能求解 推导过程： 即： 递归方程： 1.0 电算方法二： 构造涵数 初值e不受影响。设初值e为任何值,即e=0~1 推导过程：