多組分多級(jí)分離過程分析與簡捷

多組分多級(jí)分離過程分析與簡捷第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)算簡捷法：蒸出因子法共沸精餾圖解法萃取精餾簡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

對精餾塔歸納出簡便、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，使它對原溶液中各組分產(chǎn)生不同作用，從而改變原溶液組分之間相對揮發(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