《吸收解吸》課件

第四章吸收和解吸過程4.1吸收過程特點與流程4.2多組分吸收和解吸過程分析4.3多組分吸收和解吸的簡捷計算法返回1精選ppt第四章吸收和解吸過程4.1吸收過程特點與流程返回1精選p4.1吸收過程特點與流程一、工業(yè)生產(chǎn)中的吸收過程凈化和精制氣體

為除去原料氣中所含的雜質，吸收是最常用的方法。如用乙醇胺液脫出石油裂解氣或天然氣中的硫化氫，乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中原料氣的脫硫、脫鹵化物，合成甲烷工業(yè)中的脫硫、脫CO，二氯乙烷生產(chǎn)過程中用水去除氯化氫等。分離氣體混合物制備溶液或中間產(chǎn)品2精選ppt4.1吸收過程特點與流程2精選ppt分離氣體混合物

用以得到目的產(chǎn)物或回收其中一些組分，如石油裂解氣的油吸收，將C以上的組分與甲烷、氫分開；用N－甲基吡咯烷酮作溶劑，將天然氣部分氧化所得裂解氣中的乙炔分離出來；焦爐氣的油吸收以回收苯以及乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中用吸收法分離反應氣體中的環(huán)氧乙烷等。3精選ppt分離氣體混合物3精選ppt制備溶液或中間產(chǎn)品

將氣體中需用的組分以指定的溶劑吸收出來，成為液態(tài)的產(chǎn)品或半成品，如用水吸收氯化氫氣體制成鹽酸；在甲醇蒸汽氧化后用水吸收甲醛蒸汽制甲醛溶液；用水吸收丙烯腈作為中間產(chǎn)物等4精選ppt制備溶液或中間產(chǎn)品4精選ppt廢氣治理很多工業(yè)廢氣中含SOX、NOX（主要是SO2及NO），汞蒸汽等有害成分，雖然濃度一般很低，但對人體和環(huán)境的危害甚大，而必須進行治理，這類環(huán)境保護問題在我國已愈來愈受重視。選擇適當?shù)墓に嚭腿軇┻M行吸收，是廢氣處理中應用較廣的方法。5精選ppt廢氣治理5精選ppt二、吸收過程特點吸收目的產(chǎn)物的同時也吸收了其他組分——多組分吸收端點條件：待吸收氣體吸收液未吸收氣體吸收劑6精選ppt二、吸收過程特點吸收目的產(chǎn)物的同時也吸收了其他組分待吸收氣體吸收塔的特點：復雜塔T、X頂、釜預分配難吸收劑組成與解吸有關7精選ppt吸收塔的特點：復雜塔7精選ppt物系

平衡態(tài)：汽相:組分沸點差大，有些組分接近于臨界點——非理想氣體液相:吸收劑量大——稀溶液

平衡關系表達式：

8精選ppt物系8精選ppt流量L從上向下↑；V從下向上↓——不恒定每板溫度Tn由于溶解熱大，Tn與溶解吸收量有關，難預測，不能用泡、露點方法計算Tn，要用熱量衡算求Tn。平衡數(shù)據(jù)、溶解熱數(shù)據(jù)、動力學數(shù)據(jù)等研究的不充分。逆過程為解吸。9精選ppt流量9精選ppt三、分類物理吸收無化學反應?！M行了大量研究化學吸收

1.可逆反應的化學吸收過程難點；汽液平衡，化學反應速率

2.不可逆反應的化學吸收過程難點：連串反應、不是瞬時完成的反應。10精選ppt三、分類物理吸收10精選ppt多組分吸收不同塔段的吸收情況：（1）

難溶組分（即輕組分）通常只在靠近塔頂?shù)膸准壉晃斩谄溆嗉壣献兓苄。唬?）易溶組分（即重組分）主要在塔底附近若干級上被吸收；（3）關鍵組分在全塔范圍內被吸收。注意上面輕重組分與精餾中定義的差異。本章目錄11精選ppt多組分吸收不同塔段的吸收情況：（1）難溶組分（即輕組分用一般精餾塔解吸的流程吸收液補加吸收劑吸收塔再沸蒸出塔尾氣原料氣體吸收質本章目錄四、流程（區(qū)別在于解吸）12精選ppt用一般精餾塔解吸的流程吸收液補加吸收劑吸收塔吸收液補加吸收劑吸收塔再沸蒸出塔尾氣原料氣體蒸出氣用再沸器的蒸出塔的吸收流程本章目錄13精選ppt吸收液補加吸收劑吸收塔再沸蒸出塔用蒸汽或惰性氣體的解吸塔14精選ppt用蒸汽或惰性氣體的解吸塔14精選ppt吸收蒸出塔：適用于關鍵組分為重組分（易溶組分）的場合。15精選ppt吸收蒸出塔：適用于關鍵組分為重組分（易溶組分）的場合。15精當吸收尾氣中某些組分在吸收劑中有一定的溶解度，為保證關鍵組分的純度采用吸收蒸出塔，即將吸收塔與精餾塔的提餾段組合在一起，原料氣從塔中部進入，進料口上面為吸收段，下部為蒸出段，當吸收液（含有關鍵組分和其它組分的溶質）與塔釜再沸器蒸發(fā)上來的溫度較高的蒸汽相接觸，使其它組分從吸收液中蒸出，塔釜的吸收液部分從再沸器中加熱蒸發(fā)以提供蒸出段必須的熱量，大部分則進入蒸出塔內部使易溶組分與吸收劑分離開，吸收劑經(jīng)冷卻后再送入吸收塔循環(huán)使用。16精選ppt當吸收尾氣中某些組分在吸收劑中有一定的溶解度，為保證關鍵組分多組分吸收和解吸過程分析

一、設計變量數(shù)和關鍵組分吸收塔Nx：吸收劑C‵+2原料氣C+2壓力等級數(shù)N和C+C‵+4+NNa：串級單元數(shù)1解吸塔Nx：解吸劑C‵+2吸收液C+2壓力等級數(shù)N和C+C‵+4+NNa：串級單元數(shù)1Na的指定：

操作型計算：指定N

設計型計算：指定一個關鍵組分分離要求17精選ppt多組分吸收和解吸過程分析

一、設計變量數(shù)和關鍵組分1）原理不同。吸收是根據(jù)各組分溶解度不同進行分離的。精餾利用組分間相對揮發(fā)度不同使組分分離。2）塔式不同。精餾有簡單塔和復雜塔。最簡單的吸收為精餾中的復雜精餾，即兩股進料，兩股出料3）傳質形式不同精餾過程：雙相傳質過程

吸收過程：單相傳質過程

——不能視為恒摩爾流18精選ppt1）原理不同。18精選ppt吸收和精餾的對比

：本章目錄操作類型

吸收

精餾

任務

分離氣體混合物

分離液體混合物

分離依據(jù)

溶解度不同

相對揮發(fā)度不同

傳質過程

單向g→l

雙向g?l

板上汽液狀態(tài)

氣相過熱，液相過冷

氣、液相為飽和狀態(tài)

進料位置

氣相塔底進入

原料液塔中部加入產(chǎn)品

塔頂?shù)卯a(chǎn)品，吸收液需進一步分離

可在塔頂塔底分別得到產(chǎn)品關鍵組分1個2個Na1個5個19精選ppt吸收和精餾的對比：本章目錄操作類型吸收精餾任務分離三、吸收塔內組分分布

圖4—4c、d分布曲線：

從物系揮發(fā)度看

C1、C2最大，進塔幾乎不被吸收，塔頂稍有變化。

C5、C4最小，進塔立即吸收，上部幾乎不變。

C3適中，上段吸收快，在塔某板出現(xiàn)最大值。20精選ppt三、吸收塔內組分分布20精選ppt一般情況：

1.不同組分在不同段吸收程度不同2.難溶組分（LNK），一般只在靠近塔頂幾級被吸收，其他級吸收較小；易溶組分（HNK），一般只在靠近塔釜幾級被吸收。

3.關鍵組分在全塔范圍內被吸收。21精選ppt一般情況：21精選ppt四、溶解熱

取決于與的相對大小1.如果在塔頂明顯大于

上升氣體熱量傳給吸收劑，吸收放出熱量全部由帶走，尾氣出口溫度與進塔吸收劑溫度相近，在塔釜溫度分布出現(xiàn)極大值。2.明顯大于

下降液體熱量傳給上升氣體，吸收放出熱量大部分由帶走，吸收液在下降中被氣體冷卻，接近于原料氣入口溫度條件下出塔。與相近，熱效應明顯

出塔氣體與吸收液溫度超過入口，熱量分配取決于不同位置因吸收而放熱情況。MLMGVpMCG,LpMCL,22精選ppt四、溶解熱MLMGVpMCG,LpMCL,22精選ppt另：1.若吸收劑揮發(fā)性明顯，在塔釜幾塊板上部分汽化，使該汽化的吸收劑與進料氣中吸收劑的含量趨于平衡。

于是有一個相反作用：

吸收放出熱量→加熱液體→吸收劑汽化→冷卻液體

——塔中部出現(xiàn)溫度極大值2.溶解熱的影響

溶解熱大，溫度變化大，對吸收率影響大

a、溫度升高，相平衡常數(shù)大，吸收推動力小。b、由于吸收過程要放熱，使汽液溫差大，除發(fā)生傳熱過程外，還有傳質過程發(fā)生。

——復雜性大返回23精選ppt另：返回23精選ppt多組分吸收和解吸的簡捷計算法24精選ppt多組分吸收和解吸的簡捷計算法24精選ppt

一、吸收因子法

1.吸收因子和解吸因子

吸收過程定義：

A=L/KV

——i組分的吸收因子或因素（省i）a、無因次數(shù)群；b、L/V↑，K↓——A↑，有利于吸收；c、分離要求一定：A↑，N↓N一定：A↑，吸收程度↑——A的大小說明吸收難易。

解吸過程定義：

S=KV/L=1/A

——i組分的解吸因子或因素25精選ppt一、吸收因子法25精選ppt用A、S表示平衡關系：2.Horton—Frankli方程（哈頓—富蘭克林）12n—1nn+1N-1N尾氣V1吸收劑L0原料氣VN+1吸收液LNn板物料衡算：26精選ppt用A、S表示平衡關系：2.Horton—Frankli方程用上式表示各組分在各板汽相量；27精選ppt用上式表示各組分在各板汽相量；27精選ppt依次類推；n=N時(4-22)28精選ppt依次類推；n=N時(4-22)28精選ppt方程——FranklinHorton-討論上式：1.計算吸收率的普遍式；2.式中K=f（T、P、組成），而組成不知?！嬎汶y3.采用如下簡化形式作簡捷計算。29精選ppt方程——FranklinHorton-討論上式：29精選pp1.平均吸收因子法30精選ppt1.平均吸收因子法30精選ppt(4-24)31精選ppt(4-24)31精選pptAAA=<=>jj111有：32精選pptAAA=<=>jj111有：32精選ppt解（4—24）式若吸收劑中不含進料組分33精選ppt解（4—24）式若吸收劑中不含進料組分33精選p例4-4計算：解：查P=1.013MPa，t=38℃時Ki進料：C1C2C3i-C4n-C4i-C5n-C5n-C6已知：

yN+1不揮發(fā)的烴類38℃1.013MPa34精選ppt例4-4計算：解：查P=1.013MPa，t=38℃時Ki進48.91lg1lg=---=AANjj3.求塔板數(shù)N:35精選ppt48.91lg1lg=---=AANjj3.求塔板數(shù)N:3⑶其它組分吸收率的確定36精選ppt⑶其它組分吸收率的確定36精選ppt05.400=L解得0.4L求37精選ppt05.400=L解得0.4L求37精選ppt3、計算步驟總結

已知：

求：

⑴確定關鍵組分的吸收率

⑵由

求N1）由確定38精選ppt3、計算步驟總結已知：求：⑴確定關鍵組分的吸收率2）

3）由

查圖或用公式計算N⑶其它組分吸收率的確定39精選ppt2）3）由查圖或用公式計算N⑶其它組分吸收率的平均吸收因子法適用條件：1）溶液為理想溶液2）全塔溫度變化不大3）氣相和液相流率變化不大。40精選ppt平均吸收因子法適用條件：1）溶液為理想溶液40精選ppt2.平均有效因子法Edmister提出：

利用與代替每板吸收因子，且保持不變，結果頗滿意。eA′

111++-NNvvveA41精選ppt2.平均有效因子法Edmister提出：eA′111+1132214332++++++++NNNNNNAAAAAAAAAAAAAALL