化工原理_34精馏过程节能途径

1、第九章 蒸 馏3.5 两组分连续精馏的计算3.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能 一、连续精馏装置的热量衡算二、精馏过程的节能途径 1.减小操作回流比 R能耗RNTNP一定，需提高ET示例v 采用高性能新型塔板代替原有塔板，提高效率v 采用高效塔填料代替原有塔板，提高效率VnLnVnLnqqqq,、2.降低塔釜操作温度 塔压降P釜温tW能耗v 采用高效塔填料代替原有塔板，降低塔压降示例二、精馏过程的节能途径 3.热泵精馏 将塔顶蒸汽绝热压缩升温，作为再沸器的热源，将再沸器中的液体部分汽化，而压缩气体本身冷凝成液体，经节流阀后一部分作为塔顶产品采出，另一部分作为塔顶回流液。 二、精馏过程的节能

2、途径 热泵精馏技术1.精馏塔；2.压缩机3.再沸器；4.节流阀二、精馏过程的节能途径 4.多效精馏 将几个精馏塔串联，操作压力依次降低，前一精馏塔的塔顶蒸汽作为后一精馏塔的再沸器的加热介质，故除两端精馏塔外，中间的精馏塔不需从外界引入加热和冷却介质。 二、精馏过程的节能途径 多效精馏技术 p1 p2 p3 t1 t2 t3二、精馏过程的节能途径 Fnq,Dnq,Fnq,Fnq,Dnq,Dnq,Wnq,Wnq,Wnq,5.原料预热 将原料预热可回收精馏过程的热能，减少精馏过程的能耗。原料预热有两种流程： v 用塔顶蒸气预热原料v 用塔釜采出液预热原料二、精馏过程的节能途径 二、精馏过程的节能途径

3、 原料预热回收精馏过程的热能二、精馏过程的节能途径 原料预热回收精馏过程的热能第九章 蒸 馏9.5 两组分连续精馏的计算9.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能 9.5.8 精馏过程的操作型计算与调节 精馏过程的操作型计算与调节(自学) 自学提纲 了解影响精馏操作的主要因素。 了解操作型计算与设计型计算的区别。 了解精馏过程的控制与调节。第九章 蒸 馏9.5 两组分连续精馏的计算9.6.1 间歇精馏概述 9.6 间歇精馏一、间歇精馏的特点与操作方式 1.间歇精馏的特点 间歇精馏特点v 非稳态操作过程v 只有精馏段v 操作灵活、适应性强xDxWtDtW一、间歇精馏的特点与操作方式 2.间歇精馏的

4、操作方式间歇精馏操作方式v 馏出液组成恒定v 回流比恒定xD恒定RR 恒定xD间歇精馏适用场合v 所分离的原料是分批获得的v 分离的原料多变v 多组分混合物的分离二、间歇精馏的应用场合 原料种类多变 原料组成多变间歇精馏曲线形式三、间歇精馏曲线 v 馏出液组成 精馏时间v 塔顶温度 精馏时间间歇精馏曲线作用v 指导试车和生产v 对精馏过程进行分析比较项目 间歇精馏 连续精馏 塔数 1 n-1 塔径 大 小 流程 短 长 能耗 高 低劳动强度 大 小 多组分（ n 个组分）混合物分离四、间歇精馏与连续精馏的比较 第九章 蒸 馏9.5 两组分连续精馏的计算9.6.1 间歇精馏概述 9.6 间歇精馏

5、9.6.2 间歇精馏计算 一、恒 R 下间歇精馏的计算 1.确定理论塔板层数计算基准：初态馏出液组成 xD1 釜液组成 xW1 (xF) 最小回流比)(1minFqqqqDxxxyyxR操作回流比min)21 . 1 (RR 恒 R 下间歇精馏时理论板层数的确定2.确定xD xW 的关系 因操作过程中回流比不变，各个瞬间的操作线斜率都相同，各操作线为彼此平行的直线。恒R下间歇精馏时xD和xW的关系一、恒 R 下间歇精馏的计算 3.物料衡算 恒回流比间歇精馏的物料衡算关系与简单蒸馏的物料衡算关系类似。 FWxxWFxydxnnlnFWeexxWDWWFxxdxnnln一、恒 R 下间歇精馏的计算

6、 简单蒸馏过程物料衡算关系恒 R 下间歇蒸馏过程物料衡算关系4.馏出液平均组成 xDm计算WFDnnnWFWWFFDmnnxnxnxWWFFDxnxnxnDm联立得一、恒 R 下间歇精馏的计算 由馏出液的平均组成5.每批精馏所需的时间每批操作的汽化量 DVnRn) 1(每批操作所需的时间VnVqn,一、恒 R 下间歇精馏的计算 每批操作的馏出量kmol汽化速率 kmol/h1.确定理论塔板层数计算基准：终态馏出液组成 xD釜液组成 xWe最小回流比)(minWeqqqqDxxxyyxR操作回流比min)21 . 1 (RR 二、恒 xD 下间歇精馏的计算 恒 xD 下间歇精馏时理论板层数的确定

7、2.确定xW和 R 的关系 若已知精馏过程某一时刻下釜液组成xW1，对应的 R 可采用试差作图的方法求得。 恒 xD下间歇精馏时R和xW的关系二、恒 xD 下间歇精馏的计算 3.物料衡算瞬间的回流比为 RdDVdnRdn) 1(则二、恒 xD 下间歇精馏的计算 设时间内溶液的汽化量为 d nV kmol馏出液量为 d nD kmolWDWFFDxxxxnn每批操作中任一瞬间前馏出液量 微分得WWDDFFDdxxxxxndn2)()(二、恒 xD 下间歇精馏的计算 对应釜液组成xW的汽化总量 WnxxWDFDFVVdxxxRxxndnnVFWe02)() 1()(代入得W2WDFDFVdx)xx() 1R()xx(ndn二、恒 xD 下间歇精馏的计算 4.每批精馏所需的时间VnVqn,二、恒 xD 下间歇精馏的计算 汽化速率 kmol/h确定xW和 R 的关系