《多组分精馏》.ppt

6.8多组分精馏 相平衡常数是温度、压力及浓度的函数 汽、液平衡关系复杂 物料衡算关系复杂 各有C-1个操作线方程多组分精馏的特点：编辑ppt 分离程度的确定比较复杂根据塔分离工艺要求和物流特点，规定两个特定组分的分离程度，其余组分的分离程度则由分离的流程和操作情况等条件所决定 流程方案的选定比较复杂 需要的塔多 若要将一混合物完全分离成纯组份产品的分离称之为锐分离，需多塔操作采用简单塔操作时C个组分，需C -1个塔 流程方案多 分离C个组分的混合物，锐分离的序列数为：每个序列需要精馏塔（C-1）个编辑ppt6.8.1分离序列的选择（1）一般确定原则 减少组分汽化次数，降低能耗直接序列（顺序流程）：按混合物中组分沸点递升排序，轻组分依次从塔顶分离出去例：四组分A、B、C、D混合物的分离编辑ppt保证产品质量原则： 高纯度产品在塔顶采出； 热敏性、易分解或聚合的物料优先分出，减少受 热次数编辑ppt 经济性原则： 尽可能考虑到减少设备费和操作费，易腐蚀、 有毒的组分先分出去； 难分离的最后分，此时，气体负荷小、塔径小 操作管理方便原则：说明：以上原则是在用普通精馏塔一进二出， 分离出较纯的单一组分为前提下得到的。

2）多组分分离序列综合 研究始于20世纪70年代，研究方法有： 试探法、调优法、数学规划法等编辑ppt6.8.2全塔物料衡算（1）关键组份及分离要求的规定 关键组份：根据塔的主要分离目的，选取两组份规定分离要求规定其中较难挥发的组份在塔顶不得高于某一允许值，易挥发组份在塔底不得高于某值 轻关键组份（l）: 挥发度较大的关键组份； 重关键组份（h）: 挥发度较小的关键组份非关键组份： 比轻关键组分更轻的组分称为轻非关键组分； 比重关键组分更重的组分称为重非关键组分 编辑ppt（2）非关键组份在两端产品中的分配作为设计型计算，求N，欲知qnD， qnW，必需知 xwi和xDi，但xwi 、 xDi 又和N有关，故需试差 分离要求规定：通过规定关键组分的分离要求，对塔的分离结果进行控制规定方式有： 规定轻关键组份在塔顶的组成和重关键组分在塔底的组成； 规定轻关键组分在塔顶组成及回收率； 规定重关键组分在塔底组成及轻关键组分在塔顶的回收率估算方法：编辑ppt非清晰分割不满足清晰分割的条件，采用近似方法估计 给定条件：轻关键组分在馏出液中的回收率; 重关键组分在釜液中的回收率 清晰分割比轻关键组份更轻的各组分均从塔顶蒸出，比重关键组份更重的组分，均从塔底排出，且两关键组分为相邻组分，称为清晰分割。

可以进行严格的计算方法：享斯特别克法（Hengsteback） 假设： (a) 各组份在馏出液和釜液中的流率分配与回流比无关； (b) 非关键组分在产品中的分配情况与关键组分的相同编辑ppt回流比为无限大时，对轻、重关键组分由芬斯克方程得：其中：所以编辑ppt根据假定（b），对任意组份与重关键组份来说，也有：或：编辑ppt故有：=已知数 于是有：又编辑ppt6.8.3多组份精馏的最小回流比 (1)多组份精馏的恒浓区 在最小回流比条件下， 上恒浓区进料板以上 下恒浓区进料板以下(2)最小回流比的求法恩德伍德公式(Underwood) 说明：使用该式其相对挥发度的基准组分为重关键组份 介于轻重关键组分相对挥发度之间，多用试差法求解 编辑ppt适用条件：ih可取为常数（塔两端相对挥发度的平均值）； 汽液两相符合恒摩尔流假设； 轻重关键组分为相邻组分 6.8.4多组份精馏塔理论塔板数的计算 （1）简捷法 以轻、重关键组分为依据，利用芬斯克公式求Nmin 编辑ppt 用Underwood公式求取 Rmin； 根据Rmin，选取适宜的R，利用吉利兰关联图求取所需的NT （2）逐板计算法计算前提： 恒摩尔流假定成立； 各组分的相对挥发度可近似作为常数处理。

计算步骤： 确定馏出液和釜液流率qnD、qnW及组成xDi、xwi；- 刘易斯-麦迪逊（L-M）法 计算最小回流比，确定适宜操作回流比； 确定操作线方程编辑ppt 确定相平衡方程 式中： 逐板计算求解理论塔板数当关键组份居中时，可分别从塔顶和塔底逐板计算，求解精馏段和提馏段的理论板数，进而求得总理论板数qnF, zFix1i= xwiqnWnmnmn-1m+1y1i= xDiqnD, xDi编辑ppt为两关键组分操作线交点横坐标的比值 第n 块板为进料板 在进料处，轻、重关键组分满足以下条件：精馏段从上至下，依次使用相平衡关系和物料衡算关系，编辑ppt提馏段从下至上计算，直至满足： xni与xmi不一致，称为不契合 产生不契合的原因：两端产品组成的浓度是估算值解决办法：调整塔两端产品中非关键组分的组成及产品流量 直至契合满足规定的要求第m块板为进料板， m 为提馏段理论塔板数总理论板数：（含再沸器）编辑ppt6.8.5 精馏过程的节能 精馏是耗能较高的单元操作，在产品生成成本中占有较大的比重； 用能过程，尤其是热能的使用过程，对热能不仅有量的要求，而且有质或品位的要求； 用能过程是能量贬值的过程，是有效能损失的过程，而不是能在量上的减少。

编辑ppt精馏过程节能技术：精馏塔设计和操作参数的优化；多组分分离序列的选择； 精馏与过程系统的能量集成；选择适宜的分离方法替代精馏1）精馏塔设计和操作参数的优化 适宜回流比和理论板数的选择； 适宜进料位置的选择； 进料热状态的选择； 操作压力的选择编辑ppt（2）多组分分离序列的选择不同序列分离相同产品的成本不同，应选取最适宜的分离序列 （3）精馏在过程系统内的能量集成 精馏过程的用能与系统的用能统一考虑的技术多效蒸馏编辑ppt高低压双效精馏流程:BA、BABAB121122A、BABBAA、BA、Bp1p2p1p2p1p2A、B编辑ppt中间再沸器和中间冷凝器中间再沸器：目的：节省高品位热源代价：中沸器下方塔板分离能力被削弱编辑ppt中间冷凝器目的：减少主冷凝器高品位冷剂的用量，以减少能耗代价：其下方的塔板的分离能力有所下降编辑ppt塔增加中沸器及中冷器对塔分离的影响编辑ppt。