化工-多组份精馏.ppt

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1、第三章多组份精馏1、按被分离混合物中组分的数目可分为两组分精馏和多组分精馏工业生产中，绝大多数为多组分精馏，但两组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精馏，只是在处理多组分精馏过程时更为复杂些，因此常以两组分精馏为基础。2、精馏操作流程精馏分离过程可连续操作，也可间歇操作。精馏装置系统一般都应由精馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器等相关设备组成，有时还要配原料预热器、产品冷却器、回流泵等辅助设备。第五讲3、精馏装置举例4、精馏过程示意5、精馏原理示意图工业上是将上图的每个分离器做成一块；或在一个圆形的塔内装有一定高度的填料。

2、板上液层或填料表面是汽液两相进行传热和传质的场所。精馏原理图解如图所示为一精馏塔。下面由加热釜(再沸器)供热，使釜中残液部分汽化后蒸汽逐板上升，塔中各板上液体处于沸腾状态。顶部冷凝得到的馏出液部分作回流入塔，从塔顶引人后逐板下流，使各板上保持一定液层。上升蒸汽和下降液体呈逆流流动，在每块板上相互接触进行传热和传质。原料液于中部适宜位置处加入精馏塔，其液相部分也逐板向下流入加热釜，汽相部分则上升经各板至塔顶。由于塔底部几乎是纯难挥发组分，因此塔底部温度最高，而顶部回流液几乎是纯易挥发组分，因此塔顶部温度最低，整个塔内的温度

3、，由下向上逐渐降低。6、双组份和多组份精馏的异同相同点：基本原理一致主要工具相同：物料，衡算，热衡，相平衡关系不同点：双组份常用图解法多组份常用简捷法严格计算法（计算机算）第一节设计变量1—1、基本概念一、公式（郭氏法）式中：—设计变量—各独立变量之间可以列出的方程数和给定条件—描述系统所需独立变量总数式中：—可调设计变量（根据工艺要求确定）—固定设计变量二、计算单相物流：互成平衡两相：1、独立变量物流热和功（与外界交换等）自由度：强度性质的变量，如容积性质的变量，如物流（C+2）nn为物流数热和功（与外界交换等）2、约

4、束数物料衡算C个热量衡算1个其它等式3、设计变量4、求固进料条件:T,P,W,压力（与进料不同）5、郭氏法（分三步）装置（1）分解简单单元有浓度变化无浓度变化求（2）（3）1—2、单元的设计变量数的确定一、无浓度变化单元无浓度变化单元作为单相单组分处理：单相：单组：即指T，P，W三个变量1、分配器（T）单元分析三股物流一股进料物流FP1P2过程如下：F，T，Pa3*3b09a1b05c2*2(T,P)物流热功物衡热衡其它等式a3b03进料物流分配比2、换热器（H）单元分析四股物流二股进料物流过程如下：a4*3b012a2

5、b13c0物流热功物衡热衡其它等式a2*3b28进料物流系统压力传热面积或出口温度两股进料P，T，F，两个体系压力，共8个。如下示：3、全凝器（C）单元分析二股物流一股进料物流Qa2*3b17a1b13c1物流热功物衡热衡其它等式（出口温度为泡点或露点）a3b14进料物流系统压力如下示：进料T，P，F，体系压力P共4个。即：可调设计变量为零二、有浓度变化单元1、分凝器（）单元分析二股物流一股进料物流Q第六讲2*(c+2)12c+5c1c+10物流热功物衡热衡其它等式c+21C+3进料物流压力如下示：传热长度或传热面（一）

6、理论板的概念精馏操作涉及汽液两相的传质和传热。塔板上两相间的传热速率和传质速率不仅取决于物系的性质和操作条件,而且还与塔板结构有关,因此它们很难用简单方程加以描述。引人理论板的概念,可使问题简化。所谓理论板,是指在塔板上汽液两相都充分混合,且传热及传质阻力均为零的理想化塔板。因此不论进入理论极的汽液两相组成如何,离开该板时汽液两相组成达到平衡状态,即两相温度相等,组成互成平衡。2、理论板（P）理论板又称平衡级，是一个理想化了的进行两相间接触传质的场所，它符合如下三条假定：①进入该板的不平衡的物流，在其间发生了充分的接触传

7、质，使离开该板的汽液两相物流间达到了相平衡；②在该板上发生接触传质的汽液两相各自完全混合，板上各点的汽相浓度和液相浓度各自一样；③该板上充分接触后的汽液两相实现了机械上的完善分离，离开该板的汽流中不挟带雾滴，液流中不挟带气泡，也不存在漏液。关于理论板的三条假定：单元分析三股物流二股进料物流3*（c+2）03c+6c1c+10物流热功物衡热衡其它等式如下示：2C+5进料物流2（C+2)系统压力1无论是有浓度变化还是无浓度变化的单元，可调设计变量均与组分数无关，且值很小，为1或0。总结：1—3、组合单元引出：前面讲的是各个单

8、元的可调独立变量数的确定，那么整个装置由各个单元组成，对于组合单元，其独立变量数是如何确定的？一、关联e,E312123第六讲方法一：分单元方法二：整体法见下页其余与右侧同(n为各单元之间的中间物流)接方法二又即结论：装置的可调设计变量等于各单元可调设计变量数之和总结步骤：1、确定（1）进料n(c+2)n为进料物流数