《化工分离过程_胡大乔_第3章多组分精馏和特殊精馏》.ppt

第三章 多组分精馏和特殊精馏 主要内容及要求： 掌握设计变量的确定方法； 深入理解多组分精馏过程，会分析； 掌握多组分精馏的简捷计算方法； 掌握萃取精馏和共沸精馏的原理和过程分析； 掌握吸收过程的简捷计算方法。;第三章 多组分精馏和特殊精馏;3.1 设计变量Independent Design Variables;Total condenser;Feed stream flow rate A concentration in feed Feed condition in distillation pressure;设计变量数ND: independent design variables 变量总数NV: all pertinent variables 约束关系数Nc: the total number of independent equations relating the variables 强度变量：intensive variables, such as temperature, pressure, concentration 容度变量：extensive variables, such as stream flow rate, heat transfer rate 设备参数：equipment parameters, such as the number of equilibrium stages;;V;C;3.1.1 单元的设计变量 3.1.2 装置的设计变量;3.1.1单元的设计变量Design variables for elements ;例1. 绝热分配器 ;设计变量ND可进一步分为： ;例2. 产物为两相的全凝器 ;固定设计变量Nx = 进料＋压力＝（C+2）+1;例3. 绝热操作的简单平衡级 ;固定设计变量Nx = 进料＋压力＝2（C+2）+1＝2C＋5;例4. 有侧线采出的平衡级 ;固定设计变量Nx = 进料＋压力＝2（C+2）+1＝2C＋5;例5.串级;思考题1：混和器的设计变量数;3.1.2 设备的设计变量Design variables for units ;例1. 简单精馏塔（塔内无压降）;例2. 有侧采的精馏塔;例3. 简单吸收塔（N块理论板串级）;例4. 有压降的简单精馏塔;进料;思考题：计算以下装置的设计变量;3.1.3 流程的设计变量Design variables for processes ;例1. 吸收-解吸流程;（C+12）个设计变量的选择;情况2： （1）固定设计变量的规定与“情况1”的①②③相同；C+7 （2）吸收塔出口气中CO2 的摩尔分数；1 （3）解吸塔出口气中CO2 的摩尔分数；1 （4）三个换热器的换热面积。3;例2. 双塔共沸精馏流程;5个可调设计变量的选择;设计变量数的确定;混合器;再沸器;精馏塔（塔内无压降）;3.2 多组分精馏 Multicomponent Distillation;Rectifying section 精馏段;3.2.1 多组分精馏过程分析Process Analysis for Multicomponent Distillation;;轻关键组分（Light key component, LK), high relative volatility 重关键组分（Heavy key component, HK), low relative volatility;分配组分(distributing component) simultaneously appear in bottoms and distilate非分配组分(nondistribution component)heavy component only appear in bottomslight component only appear in distilate ; 两个关键组分的相对挥发度相邻且分离要求苛刻，或非关键组分的相对挥发度与关键组分相差较大时，可达到清晰分割。;二、多组分精馏特性;二元精馏实例：苯－甲苯benzene-toluene;三组分精馏实例：苯(LK)－甲苯(HK)－异丙苯 benzene(LK)-toluene(HK)-isopropyl benzene;四元精馏实例：苯－甲苯(LK)－二甲苯(HK)-异丙苯 benzene-toluene(LK)-xyle