多組分多級(jí)分離過程分析與簡(jiǎn)捷

多組分多級(jí)分離過程分析與簡(jiǎn)捷第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一多組分精餾：

1.組分?jǐn)?shù)C>22.求解數(shù)目較多方程——變量分析

3塔內(nèi)分布復(fù)雜——過程分析

4計(jì)算簡(jiǎn)捷法：蒸出因子法共沸精餾圖解法萃取精餾簡(jiǎn)化法吸收因子法逆流萃取集團(tuán)法逐板法：嚴(yán)格計(jì)算（非本章內(nèi)容）返回第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第三章多組分多級(jí)分離過程分析與簡(jiǎn)捷計(jì)算第一節(jié)設(shè)計(jì)變量第二節(jié)多組分精餾過程第三節(jié)萃取精餾和共沸精餾第四節(jié)吸收和蒸出過程第五節(jié)萃取過程第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)設(shè)計(jì)變量

3.1.1單元的設(shè)計(jì)變量

3.1.2裝置的設(shè)計(jì)變量返回第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)計(jì)變量：確定設(shè)計(jì)中已知變量例如二元精餾：

可解出：N；…

對(duì)于復(fù)雜體系變量如何確定？第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一約束條件數(shù)c：

物料平衡式能量平衡式化學(xué)平衡式其它相等條件CN如何確定？CVNN,數(shù)出能進(jìn)數(shù)出功進(jìn)）（換：股物流，且有功、能交若物流數(shù)（一股））自由度數(shù)（單相）：任意單股物流（一股、)()(2212+++=+=++-=+=CNNNCCfNVVpVN返回相數(shù)變量數(shù)：第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一3.1.1單元的設(shè)計(jì)變量

將復(fù)雜化工裝置分解成簡(jiǎn)單單元，求：

eiNeiN例1.分配器FFFPTxF,,,PTxLL,,,11PTxLL,,,22第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一設(shè)計(jì)變量分為：

●固定設(shè)計(jì)變量：進(jìn)料物流變量和系統(tǒng)壓力

●可調(diào)設(shè)計(jì)變量：除的其他變量eaNexNexN往往對(duì)此感興趣！第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一3.1.2裝置的設(shè)計(jì)變量由單元設(shè)計(jì)變量確定：uiN重復(fù)使用一種為1前面進(jìn)等于后面出第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一

對(duì)精餾塔歸納出簡(jiǎn)便、可靠的確定設(shè)計(jì)變量的方法：

（1）按每一單相物流有（C+2）個(gè)變量，計(jì)算由進(jìn)料物流所確定的固定設(shè)計(jì)變量數(shù)。

（2）確定裝置中具有不同壓力的數(shù)目。

（3）上述兩項(xiàng)之和即為裝置的固定設(shè)計(jì)變量數(shù)。（4）將串級(jí)單元數(shù)目、分配器的數(shù)目、側(cè)線采出單元數(shù)目及傳熱單元數(shù)目相加，便是整個(gè)裝置的可調(diào)設(shè)計(jì)變量，第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)多組分精餾過程3.2.1多組分精餾過程分析3.2.2最小回流比3.2.3最少理論塔板數(shù)和組分分配3.2.4實(shí)際回流比、理論板數(shù)、進(jìn)料位置返回第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一3.2.1多組分精餾過程分析

一、關(guān)鍵組分

1.關(guān)鍵組分的引出一般精餾：對(duì)于設(shè)計(jì)型計(jì)算，5個(gè)可調(diào)設(shè)計(jì)變量為：

5=uaN第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一

i、j為在精餾中起關(guān)鍵作用的組分，稱關(guān)鍵組分。

i：揮發(fā)度大的組分，稱輕關(guān)鍵組分，表示：LK，下標(biāo)：lj：揮發(fā)度小的組分，稱重關(guān)鍵組分，表示：HK，下標(biāo)：h第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一精餾塔的任務(wù)：

LK盡量多的進(jìn)入塔頂餾出液；

HK盡量多的進(jìn)入塔釜釜液。第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一1.問題的引出分離乙醇～水混合物分離丁烯-2～丁烷問題：如何分離的混合物？第三節(jié)萃取精餾和共沸精餾第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一2.特殊精餾

在和的溶液中加入一個(gè)新組分S，使它對(duì)原溶液中各組分產(chǎn)生不同作用，從而改變?cè)芤航M分之間相對(duì)揮發(fā)度，使系統(tǒng)變的易于分離。即：特殊精餾為既加能量又加質(zhì)量分離劑的精餾。

原溶液加新組分后形成最低共沸物從塔頂采出。

——共沸精餾，S為共沸劑

原溶液加新組分后不形成共沸物且S沸點(diǎn)最高，從塔釜采出

——萃取精餾，S為萃取劑或溶劑第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)吸收和蒸出過程3.4.1吸收過程特點(diǎn)與流程3.4.2多組分吸收和蒸出過程分析3.4.3多組分吸收和蒸出的簡(jiǎn)捷計(jì)算法3.4.4化學(xué)吸收返回第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一

3.4.1吸收過程特點(diǎn)與流程一、操作目的凈化和精制氣體分離氣體混合物制備溶液或中間產(chǎn)品二、吸收過程特點(diǎn)吸收目的產(chǎn)物的同時(shí)也吸收了其他組分

——多組分吸收端點(diǎn)條件：待吸收氣體吸收液未吸收氣體吸收劑復(fù)雜塔T、X頂、釜預(yù)分配難吸收劑組成與解吸有關(guān)第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一三、分類物理吸收無化學(xué)反應(yīng)?！M(jìn)行了大量研究化學(xué)吸收

1.可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收過程難點(diǎn)；汽液平衡，化學(xué)反應(yīng)速率

2.不可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收過程難點(diǎn)：連串反應(yīng)、不是瞬時(shí)完成的反應(yīng)。第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)萃取過程3.5.1萃取流程3.5.2逆流萃取計(jì)算的集團(tuán)法返回第21頁，共