分离过程及设备的效率与节能综合培训教材

第六章分离过程及设备的效率与节能综合６.1气液传质设备的效率6.2分离过程的最小分离功6.3分离过程的节能6.4分离过程系统合成（1）掌握等温分离的最小功的计算方法，了解非等温分离和有效能、净功消耗和热力学效率的计算。（2）了解精馏过程的热力学不可逆分析方法，掌握精馏过程的节能技术。（3）掌握简单分离和复杂塔的分离顺序的合成的原则。本章要求：6.1气液传质设备的处理能力和效率6.1.1气液传质设备的处理能力的影响因素气液传质设备有板式塔和填料塔两类。影响气液传质设备的处理能力的因素有：6.1.1.1液泛板式塔：，处理能力增加；填料塔：，处理能力增加。规整填料处理能力大于乱堆填料。6.1.1.2雾沫夹带6.1.1.3.压力降

板式塔中，雾沫夹带程度用雾沫夹带量（<0.1kg液体／kg气体）或泛点百分率表示。随。真空操作设备的往往成为限制生产能力的主要原因，还影响降液管内液位高度，↑，液位高度↑，以造成液泛。6.1.1.4.停留时间精馏中液体在降液管内停留时间一般≮3～5秒。6.1.2气液传质设备的效率及影响因素6.1.2.1实际板和理论板的差异⑴理论板假定离开该板的汽、液两相达到平衡

⑵理论板上相互接触的汽液两相完全混合，板上液相浓度均一⑶实际板上汽液两相存在不均匀流动，停留时间有明显差异

⑷实际板存在雾沫夹带、漏液和液相夹带泡沫现象。6.1.2.2级效率的定义（1）全塔效率ET（总板效率，塔效率）－－为完成给定分离任务所需要的理论塔板数（N）与实际塔板数（Nact）之比。ET的特点是容易测定和使用。⑵板式塔①默弗里（Murphree）板效率默弗里板效率――实际板上浓度变化与平衡时应达到的浓度变化之比。――与成平衡的气相摩尔分率。默弗里气相板效率yi,j+1xi,j-1yi,jxi,jjj-1一般默弗里液相板效率yi,j+1xi,j-1yi,jxi,jjj-1②默弗里（Murphree）点效率

板上气液两相错流，假定液体在垂直方向上完全混合。若气液两相完全混合，则＝。――与成平衡的气相摩尔分率。xi,j-1xi,jjj-1⑶填料塔①传质单元高度②等板高高度（HETP）对于填料料塔:为相当于于一块理理论板所所需的填填料高度度。对于板式式塔:6.1.2.3影响级级效率的的因素⑴点效率率与传质质间的关关系由双膜理理论得：：G一定，。塔板上液层愈厚，气泡愈分散，表面湍动程度愈高，点效率愈高。NG、NL可由经验验式求得得。⑵液体混混合情况况对板效效率的影影响液体流经经塔板时时，板上上任一点点的液体体会在三三个垂直直方向上上发生混混合：纵向混合、横向混合和垂直于塔板液液面，沿沿气流的的混合。。这些混混合将影响板效效率。描述流型型对效率率影响的的数学模模型：yi,j+1xi,j-1yi,jxi,jjj-1①板上液液体完全全混合板上各点均相同，并等于该板出口溢流液的xi,j组成，即，若进入板各点的是均一的，则有：②液体完完全不混混合（活活塞流））且停留留时间相相同默弗里板板效率和和点效率率间关系系式：由上式得得右图知知：液体体混合作作用的减减弱使默默弗里板板效率增增大。1.05.000.53.0EOG／λEMV／EOG完全不混合完全混合③液体部部分混合合纵向混合将使下降；横向混合将使上升。不完全混合使得。不均匀流流动，尤尤其是环流会对效率率产生不利影响；横向混合合能削弱液液相不均均流动的的不利影影响；塔径加大大，纵向不不完全混混合有利利影响减减弱，不不均匀流流动则趋于加强强。液体流程的的平均宽度度完全混合完全不混合合30（3）雾沫沫夹带雾沫夹带为为级间混合，降低分离离设备的分分离效果，，板效率下降降。Colburn（可可尔本）1936年年推导出下下关系：――有雾沫夹带下的板效率。此外，漏液和气体被液体夹带也会使板效率降低低。求得由泛点百分率率Ea求取步骤①由公式求求出出ＥOG②求出彼克克来准数由图或公式式求出EMV/EOG，进而求出出EMV。③查图得到到液泛极限限KV，进而求出出液泛速度度uf④查图得夹夹带分率e，由公式式求出有雾雾沫夹带下下的板效率率。（4）物性性的影响①液体粘度②密度梯度当易挥发组分的大于难挥发组分的时，能形成混合旋流，可提高液相传质系数。大，产生气泡大，相界面小，两相接触差，且液相扩散系数小，效率低。因精馏T一般较吸收T高，小，故精馏塔效率高于吸收塔。③相对挥发度度大则相当于于汽相溶解解度低，Ki小，液相阻阻力大，效效率低④表面张力梯梯度a.正系统统泡沫状态下下操作b.负系统统喷射状态下下操作c.中性系系统6.1.3.级效率率的计算方方法由理论板数数求实际板板数需要板板效率数据据。获取方方法有三种种：A、由工业业塔数据归归纳出的经经验关联式式求算；B、依赖传传质速率的的半理论模模型求得；；C、从实验验装置或中中间工厂直直接得到数数据。⑴奥康奈尔尔（O’Connell）关关系曲线(图6-8）6.1.3.1经验验关联式朱汝瑾公式式：⑵VanWinkle关系系式⑶HETP乱堆填料HETP一般为为0.45~0.6米；鲍尔环25mm的的HETP为0.3m，38mm的HETP为0.45m，，50mm的HETP为0.6m；规整填料如金属丝网波波纹填料CY型的HETP为0.125~0.166m、BX型的HETP为0.2~0.25m，麦勒派克填料的HETP为为0.25-0.33m。6.1.3.2机理理模型（略略）6.1.3.3.由由实验装置置数据确定定板效率当无欲分离离物系的气气液平衡数数据时，达达到分离程程度所需的的塔板数最最好通过实实验室测定定。使用称称为Oldershaw塔的玻璃或或金属筛板板塔，塔径径25～50毫米，，筛孔1毫毫米，开孔孔率10％％左右。塔塔板数任意意。在20～1140千帕操操作压力范范围内，Oldershaw塔的效率与与塔径在0.46～～1.2米米范围的中中间试验塔塔和工业塔塔的数据一一致。AIChE（美国化化学工程师师学会）法法,基于双双膜理论提提出的计算算方法。Oldershaw塔的偏于于保守的试试验步骤：：1）测定泛泛点；2）在约60％泛点点下操作（（在40～～60％范范围内均可可）；3）试验中中通过调整整塔板数和和流率，达达到预期分分离程度；；4）假设工工业塔与Oldershaw塔在相同液气气比下操作作需要相同同的塔板数数。6.1.4.气液传传质设备的的选择6.1.4.1、板板式塔和填填料塔的选选择项目板式塔填料塔压降较大小尺寸填料较大，大尺寸填料及规整填料较小空塔气速较大小尺寸填料较小，大尺寸填料及规整填料较大持液量较大较小液气比适应范围较大适应范围较小安装检修较易较难材质常用金属材料金属及非金属材料

造价大直径时较低新型填料投资较大塔效率较稳定，效率较高传统填料较低，新型填料较高

板式塔和填填料塔的选选择要考虑虑以下因素素：（1）物系系的性质①物料具有有腐蚀性时，通常选选用填料塔；②易发泡物系，宜选选填料塔，因其具具有限制和和破碎泡沫沫的作用；；③对热敏物质或需真空下操作的物物系宜选用用填料塔；⑤分离有明显热效应应的物系宜选选用板式塔（持液量量大，便于于安装换热热装置）；；⑥易聚合和含有固体悬浮物的物物系，不宜宜选用填料料塔。④对高粘度的物系的分分离，宜选选用填料塔（粘度高高，板式塔塔效率低））；（2）塔的的操作条件件①板式塔的的直径一般般≮0.6米，填料塔塔设备费随随塔径增加加而迅速增增加，大塔塔慎用填料塔；②填料塔操作弹性小小，对液体负负荷变化尤尤为敏感，，板式塔往往往具有较较大弹性；；③采用新型填料的填料塔具具有较大的的生产能力力和较小的的HETP。（3）塔的的操作方式式①间歇操作，填料料塔持液量量较小，较较合适；②由多个进料口和侧侧线采出的的精馏塔，，用板式塔塔更合适。。6.1.4.2、填填料的选择择（1）填填料材质的的选择瓷质填料耐耐腐蚀性好好，使用温温度范围较较宽，价廉廉。但质脆脆、易碎。。金属填料壁壁薄，ε大大，通量大大、压降小小。适用于于真空精馏馏。但价高高，且应注注意耐腐问问题。塑料填料耐耐腐蚀性性好、质轻轻、耐冲击击、不易破破碎，通量量大、压降降小，但耐耐高温性能能差。（3）填填料尺寸的的选择填料尺寸小小，压降大大，费用高高；填料尺尺寸大易出出现液体分分布不均及及严重壁流流，分离效效率低。为为此要求：：（2）填填料种类的的选择（4）填料的单位分离离能力分离过程为为什么要节节能？分离过程的的特征？多组分分离离的多塔排排列顺序对对能耗是否否影响？6.2.分分离过程的的最小分离离功6.2.1.1等温温分离最小小功当分离过程程完全可逆逆时，分离离消耗的功功完全可逆①体系内所所有的变化化过程必须须是可逆的的②体系只与温度为T0的环境进行行可逆的热热交换6.2.1分离过程程的最小功功热力学第一一定律等温可逆过过程，进出出系统的物物流与环境境的温度均均为T,热力学第二二定律物质分离的的难易程度度，取决于于待分离混混合物和分离所得产产物的组成成（xi，yi）、温度度和压力（1）分离离理想气体体的混合物物理想气体混混合物由混合物分分离成纯组组分等温等压分分离理想气气体耗功有有以下规律律：1）将等分子气体混合物物分离成两两个纯组分时所需最小小功要比分分离其它混混合物所需需最小功要要大。此时得无无因次最小小功为0.6931。2）同一进进料组成yA，F，分离成两两个纯组分比分离成两两个非纯组分所需最小功功要大，产品纯度度越高，最最小功越大大。3)理想气气体的分离离最小功与与P和被分分离组分间间的相对挥发度度无关。4)环境温温度较高，所需最小功较大例6-1设设空气中中含氧21％（体积积），若在在25℃常常压下将空空气可逆分分离成95％O2的气氧和99％N2的气氮，计计算分离1kmol空气的最最小功。解：设产品品气氧为1，气氮为为2，氧为为A，氮为为B，（（1）计算算分离产物物1，2为为非纯产品品需最小功功

设产品品气氧的量量为xkmol，，对分离前前后的氧气气作物料衡衡算：1×0.21=0.95x+0.01(1—x)得：x=0.213kmol所以产品气气氮的量为为0.787kmol，产品品1，2的的氧、氮摩摩尔出料如如图。⑵计算分离离空气为纯纯N2，纯O2所需最小功功可见，分离离成非纯产产品时所需需最小功小小于分离成成纯组分产产品时所需需的最小功功。（2）分离离低压的液体混合物物分离成纯组组分时所需需最小功讨论：1）若溶液为正偏差（即），等温分离最小功将比分离理想溶液时小；2)若溶液为负偏差（即），等温分离最小功将比分离理想溶液时大，原因是负偏差系统，不同组分间的分子力大于同一组分分子间的力，所以更难分离；3)对于完全不互溶体系（即）最小功等于零。例6-2证证明等温分分离二元理理想气体混混合物为纯纯组分，其其最小功函函数的极大大值出现在在等摩尔组组成进料的的情况。证明：由计计算此情况况下最小功功公式6－－10对二元物系系有：yBF=1-yAF,将之代入入上式得上式两边对对yAF求导得：则1－yAF=yAF,解得yAF=0.5.令由此证得，，最小功函函数的极大大值出现在在等摩尔组组成进料的的情况。当yAF<0.5，当yAF>0.5，所以yAF=0.5时，有极大值。6.2.2非等等温分离和和有效能分离过程所所需的最小小功，按物物系在分离离过程中的有效能的增增量变化来表示示分离成纯组组分时净功由可逆热机将热转变为为功，以确确定实际过过程的净功功消耗。精馏分离6.2.3净功消消耗6.2.4热力学效效率热力学效率率若分离过程程是完全可逆的，热力学学效率为1实际过程为为不可逆过过程，故必必定小于1.0通常:1)只依靠靠外加能量(ESA)的分离过程程（如精馏馏、结晶）），热力学学效率较高；2)除加入入ESA，还需加入入MSA的分离过程程（如萃取取精馏、共共沸精馏、、萃取、吸吸收和吸附附等）热力力学效率较低；3)速率控制的分离离过程热力力学效率更低。如图精馏过过程的净耗耗功为：QCTCQRTRDWF精馏塔若进出体系系的物料的的焓相近时时，近似有有QR＝QC＝Q，则

例6-2某某丙烯(A)-丙烷烷(B)精精馏塔。若若进料为泡泡点进料，，进料量F=272.16kmol/h,HF=1740.38kJ/kmol，SF=65.79kJ/(kmol·K)，塔顶馏馏出液D=159.21kmol/h，HD=12793.9kJ/kmol，SD=74.69kJ/(kmol·K)，塔底底釜液W=112.95kmol/h，HW=3073.37kJ/kmol，SW=66.10kJ/(kmol·K)，假设设环境温度度T0＝294K。

计算算⑴再沸器器负荷(冷冷凝器负荷荷QC=32401526kJ/h给定)；；⑵有效能能变化；⑶⑶当再沸器器加热剂温温度TR=377.6K，冷冷凝器冷却却剂温度TC=305.4K时的的净功消耗耗；⑷热力力学效率。。解：⑴作全全塔热量衡衡算：⑵己知T0＝294K⑶净功消耗耗⑷热力学效率率例苯－甲甲苯常压精精馏塔，进进料、馏出出液及釜液液的温度分分别为92℃、、82℃℃和108℃，设设环境温度度为20℃℃，塔顶冷冷凝器的热热负荷为997kW（用水冷冷却），塔塔釜再沸器器热负荷为为1025kw（用用130℃℃蒸汽加热热）。试求求过程净功功消耗。解：塔顶用用水冷却，，设循环水水温为35℃（308K）则由式6－256.3.分分离过程的的节能6.3.1.分离过过程的热力力学分析精馏过程热热力学不可可逆的原因因精馏过程不可逆的根根本原因是是三传的不可可逆性。其主要表表现于以下下几方面：：（1）流体体流动时有有（（通过一定定压力梯度度的动量传传递）；（2）传传热时有一一定温差（通过一定定温度梯度度的热量传传递或不同同温度的物物流直接混混合）；（3）传传质过程有有浓度差（通过一定定浓度梯度度的质量传传递或不同同化学位的的物流直接混合）；（4）还可可能存在不不可逆化学学反应。提高精馏过过程热力学学效率的途途径（1）降低流动过程的，变板式塔为填料塔是降低提高生产能力的主要途径；（2）减小塔顶冷凝器和塔底再沸器的,常采用高效换热器或改进操作方式；（3）在较较小R或不不同R（设设中间再沸器器或中间冷凝器器）下操作，，以便降低低传热传质质的不可逆逆性（降低低了所耗能能量的品位位，降低了了有效能消消耗，从而而提高了热热力学效率率）；（4）采采用双效或多效精馏（各塔采用用不同压力力，使供入入塔内的热热量重复使使用，重复复使用的次次数称为效效数）（5）对原料中各各组分沸点点差不大的的系统采用用热泵流程。有效能的充充分回收及及利用采用加强设设备的保温及利用物流流的部分显热或潜热等措施减少过程的的净耗功改变分离过过程操作条件减少过程的的净耗功，，如严控设设计富裕度，选定最佳R6.3.2.设置中中间冷凝器器和中间再再沸器设置设置中间冷凝器和中间再再沸器，使使操作更趋趋于可逆精精馏，净功功消耗降低低，同时可可回收或节省高位的能量量。当顶低温差较较大时，效果尤尤佳。若在中间冷冷凝器和中中间再沸器器之间加一一热泵，效效率更高。。6.3.3.多效精精馏利用若干压力不同的精馏塔，，按压力高高低顺序进进行组合，，使相邻两塔之间将高压塔顶的的蒸汽作为低压塔底的的再沸器的加热介质多效精馏比比单效精馏馏可节省加热蒸蒸汽的30%-50%但需增加设备投资，需要更更高的控制系统。并流型混流型串联型低压塔高压塔F1F2D2W1W2D1低沸成分>高沸成分1、并流型型2、逆流型型低压塔高压塔FD2WD1SW低沸成分>高沸成分3、混流型型低压塔高压塔FD2WD1SW低沸成分>高沸成分W低压塔高压塔FW1W2DS低沸成分<高沸成分6.3.4.低温精精馏的热泵泵热泵——将精馏和制制冷循环结结合起来，，把塔顶低低温处的热热量传递给给塔釜高温温处的系统统。解决办法将制冷与精馏馏结合起来，把热热量由低温温处传向高高温处。存在问题T顶<T釜，热量不能能自动由低低温传向高高温提出设想将塔顶移出出热量拿到到塔釜供热热精馏操作共共同特点塔顶温度低于塔底温度塔顶需供冷移热，塔釜须供热(1)采用用外部致冷冷剂的热泵泵（闭式热泵泵）DW

F精馏塔(2)采用用压缩塔顶顶蒸汽的热热泵（开式A型型热泵）FDW精馏塔(3)采塔塔底液体闪闪蒸的热泵泵（开式B型型热泵）低温精馏采采用热泵可可提高热力力学效率。。当原料中中各组分沸沸点接近，，且沸点均均小于环境境温度时，，效果更佳佳。DWF精馏塔双塔式热泵泵精馏流程程(4)热泵泵精馏节能能例子将温度较低低的塔顶蒸蒸汽经压缩缩后作为塔塔底再沸器器的热源消耗一定量量的机械功功来提高低低温蒸汽的的能位而加加以利用12346.3.5有关分分离操作的的节能经验验规则P202表表6-1１、如果进进料混合物物中不止存存在一相，，则首选采采用机械分分离２、避免热热量、冷量量或机械功功的损失；；采用合适适的绝热措措施；避免免排出大量量热的或冷冷的产品，，质量分离离剂等等３、避免作作过于安全全的设计和和（或）没没有必要使使分离过度度的实际操操作；对于于生产能力力变动的装装置，则寻寻求有效调调节范围的的设计４、寻求有有效的控制制方案，以以降低不稳稳定操作时时的过量能能耗和减少少由于能量量积累所引引起的相互互影响对过过程的干扰扰５、在过程程构成中寻寻求有效能能最大者（（或成本费费用最大者者）作为首首要对象，，通过过程程的改进以以降低能耗耗６、在相际际转移时，，优先分离离掉转移量量少的而不不是转移量量多的组分分７、使用的的换热器要要适当，换换热器如果果较贵，就就要寻找传传热系数较较高的８、尽力减减少质量分分离剂的流流量，只要要选择性可可以达到要要求，优先先选择Ｋ１大的分离剂剂９、只要好好用，优先先选择分离离因子高的的方案10、避免免将不相同同组成温度度的物流混混合的设计计11、分清清不同形式式的能量以以及不同温温度水平的的冷量和热热量的价值值差别；加加进和引出出热量要使使其温度水水平接近于于所需要的的或是所具具有的值；；尽量有效效地利用热热源和热阱阱之间的整整个温差，，例如多效效蒸发12、对于于在较小温温差下输入入热量来进进行分离的的过程，可可以考虑使使用热泵的的可能性13、适当当采用分级级或逆流操操作，以降降低分离剂剂用量14、当分分离因子差差不多时，，优先选用用能量分离离剂过程，，而其次选选质量分离离剂过程，，同时，如如有必要分分级，则优优先考虑平平衡过程，，其次才考考虑速率控控制过程15、在能能量分离剂剂过程中，，优先选择择那些相变变化潜热较较低的分离离剂16、、如如果果压压力力降降在在能能耗耗方方面面占占重重要要地地位位，，应应设设法法寻寻找找能能够够降降低低压压力力降降的的有有效效的的设设备备内内件件6.4分分离离过过程程系系统统合合成成6.4.1.分分离离顺顺序序数数若分分离离为为清清晰晰分分离离塔塔（（锐分分离离器器），，分分离离顺顺序序数数SC：当采采用用多多种种分分离离方方法法时时6.4.2分分离离顺顺序序的的合合成成方方法法调优优法法――――以以某个个初始始精精馏馏塔序序为出发发点点，按按照一一定定的的调调优优法法则则和和策策略略对对它它进进行行逐逐步改改进进，，最最终终合合成成出出最最优优分分离离顺顺序序。。确定定分分离离顺顺序序的的方方法法：：调优法算法合成法（最优合成法）经验法（试探法）经验验法法：：依据据经经验验规规则则对对具具体体问问题题进进行行定定性性分分析析而而确确定定分分离离序序列列的的方方法法。其优优点点是是使使用用简简便便，，不不需需进进行行十十分分繁繁杂杂的的计计算算即即可可从从大大量量可可能能的的序序列列中中筛筛选选出出接接近近最最优优的的序序列列。。不不足足是是缺缺乏乏严严格格的的数数学学基基础础，，不不能能合合成成出出最最优优的的序序列列。。算法法合合成成技技术术：有有数数学学规规划划法法、、分分支支界界限限法法、、有有序序搜搜索索法法和和有有序序分分支支搜搜索索法法等等。。6.4.2.1试试探探法法(1)关关于于分分离离方方法法选选择择的的经经验验规规则则首选选分离离方方法法为为ESA的方方法法（（如如普普通通精精馏馏）），，其次次选用用是是使使用用MSA的方方法法（（如如吸吸收收，，液液液液萃萃取取和和特特殊殊精精馏馏））。。关键键组组分分的的相相对对挥挥发发度度<1.05时，，普普通通精精馏馏在在经经济济上上不不合合算算尽量量不不用用真空空蒸馏馏和和冷冻冻操作作(2)设设计计方方面面的的经经验验规规则则倾向向于于采采用用产产品品数数目目最最少少的的分分离离序序列列由分分离离塔塔直直接接得得产产品品是是最最好好的的，，要要避避免免分分离离得得到到的的产产物物混混合合调调配配而而得得产产品品。。(3)与与组组分分性性质质有有关关的的经经验验规规则则优先先分分离离热热稳稳定定性性差、具具有有腐蚀蚀性和和毒性的的组组分分；；优先先分分离离出出能能发生生反反应应的组组分分；；产品品纯度度要要求求高高的分分离离放放在在分分离离序序列列的的最最后后；；最难分分离离的组组分分最最后后分分离离；；优先先分分离离易于分分离离的的组组分分。。(4)与与组组成成和和经经济济性性有有关关的的规规则则倾向向于于一一分分为为二二的的分分离离；；较轻轻的的组组分分优优先先分分离离；；将含含量量最最高高的的组组分分优优先先分分离离；；尽量量使使分分离离单单元元内内上上升升的的气气相相流流率率最最小小。。应用用这这些些规规则则的的最最好好方方法法是是①同同时时满满足足（（或或近近似似满满足足））几几条条规规则则的的序序列列应应予予优优先先考考虑虑；；②同时时考虑虑用不不同试试探规规则确确定的的几种种序列列；③确定定起主主要作作用的的规则则；④保留留2～～3个个最好好的序序列。。6.4.2.2有序序试探探法四大类类：分离方方法（（M）试探规规则，，主要要是对对某一一特定定的分分离任任务，，确定定最好好采用用哪一一类分分离方方法；；设计（（D））试探规规则，，主要要决定定最好好采用用的某某个特特定性性质的的分离离顺序序；组分（（Ｓ））试探规规则，，根据据被分分离组组分性性质上上的差差异而而提出出的规规则；；组成（（C））规则，，表示示进料料组成成及产产品组组成对对分离离费用用的影影响。。(1)M规则M1规则：优先采用ESA的方法法，其其次才才考虑虑采用用MSA的方法法，若若采用用MSA，应在在下一一级分分离中中将其其除去去，并并且不不能用用MSA来分离离另MSA。M2规则：尽量量避免免采用用真空精馏、、冷冻操作。。(2)D规则产品集集合中中元素素最少少的分分离序序列最最有利利(3)S规规则S1规则：首先先除掉掉具有有腐蚀蚀性、、毒性性组分分，以以减少少污染染，对对后续续设备备及操操作条条件就就不必必提出出过高高的要要求。。S2规则：最后后处理理难分分离和和分离离要求求高的的组分分。(4)C规则C1规则：规定定应将将进料料中含量最最多的组分分首先分离出出去。。C2规则：指出出等摩尔尔分割割最有利利。、、难以判判断哪哪一种种分离离最接接近一一分为为二，，选择择最大大CES处为分分离点点（CES）=f×ΔΔ欲分分离两两个组组分的的沸点点差，，或ΔΔ＝（（α-1)×100；f=D/W，D≤W；；f=W/D，D＞W。这七条条规则则的重重要性性按下下列次次序排排列：：M1＞M2＞D＞S1＞S2＞C1＞C2类别经验规则ＭＭ１优先使用能量分离剂的方法Ｍ２尽可能避免采用真空精馏及冷冻操作ＤＤ选择能产生最少产品集合的分离顺序ＳＳ１首先移除腐蚀性和危险性的组分Ｓ２将最困难的分离放在分离顺序的最后ＣＣ１先分离出含量最多的组分Ｃ２优先采用等摩尔分割或ＣＥＳ数值最大的分割例6-3将将下列列混合合物分分离成成较纯纯的单单组分分物流流，进进料组组成如如下表表，其其中组组分E具有毒毒性，，试用用有序序试探探法选选出一一种最最佳简简单分分离顺顺序。。组分进料摩尔分率(kmol/h)相对挥发度要求产品的浓度（mol）A103.58含A94%B102.17含B94%C101.86含C94%D151.00含D94%E300.412含E94%解：根根据S1规则和和C1规则，，E为有毒毒气体体且含含量最最多，，应首首先将将其分分离，，所以以第一一步应应分离离组分分E；B、C组分间间相对对挥发发度最最小，，相对对最难难分离离，根根据S2规则，，B、C组分最最后分分离；；A为最易易分离离的物物体，，所以以第二二步应应分离离组分分A。具体分分离顺顺序6.4.3复杂杂塔的的分离离顺序序(略略）在简单单分离离塔的的基础础上加加上多段进进料、侧线出出料、预分馏馏、侧线精精馏、侧线提提馏和热偶合合等组合合方式式构成成复杂塔塔及包括括复杂杂塔在在内的的塔序序，力力求降降低能能耗。。1、按按相对对挥发发度递递减的的顺序序逐个个从塔塔顶分分离出出各组组分（直接接分离离序列列）恩德伍伍德公公式两两边同同乘以以D：：对普通通精馏馏塔塔塔序可可从以以下规规则加加以考考虑（1）LNK存在，,塔顶组分越多，塔顶冷凝器和塔釜再沸器传热负荷越大，能耗大。所以，上顺序优。（2））当混混合物物中某某些组组分沸点小小于常常温时，该该规则则可使使难凝组组分首先分离出出，减少少高压或低温塔的数目。2、最最难分离离组分应应放在塔塔序的最最后（1）使使级间流率↓，再沸器器加入热热量↓,净功消耗↓；（2）塔塔顶与塔塔底温差↓，使净功功消耗↓；（3）分分离难分分离组分分精馏塔塔（N多多塔高））的级间间流率↓，塔径↓，设备费费用↓。3、各塔塔的馏出出液和釜釜液摩尔尔流率尽尽量接近近全塔内回回流比较较平衡，，操作可可逆性好好，效率率高，净净功消耗耗低。4、分离离收率很很高的组组分应最最后分出出此塔N多多塔高放放于最后后减小塔塔径，减减小设备备费用。5、进料料含量高高的组分分尽量提提前分出出避免该组组分在后后继塔中中多次蒸蒸发和冷冷凝，减减小后继继塔的流流率和冷冷凝器、、再沸器器的负荷荷，节省省能耗和和设备费费用6、特殊殊组分的的要先分分当上面各各条规则则发生矛矛盾时，，抓主要要矛盾，，从中选选出最适适宜的塔塔序。有的提出出如下原原则，发发生矛盾盾和含义义交叉时时，在前的原原则优先先遵循：（1）优优先应用用普通精精馏如必须选选用MSA的分分离方法法（时）），MSA应在在接下来来的塔中中立即分分出。（2）避避免减压压操作和和使用冷冷冻剂避免压力力偏离常常压和塔塔温过高高或过低低，若必必须偏离离常压，，宁用高高压而不不用减压压操作，，塔温宁宁高不用用冷冻剂剂。当精精馏需要要减压操操作时，，应考虑虑采用萃萃取操作作；当需需要冷冻冻剂时，，应考虑虑吸收操操作。（3）产产品数量量应最少少当有些产产品是混混合物时时，所选选塔序最最好能直直接分出出这种产产品，当当需混合合办法的的此产品品时，所所用混合合操作应应最少。。（4）具具有腐蚀蚀性和危危险性的的组分应应首先分分离（5）难难以进行行的分离离应放于于最后（6）含含量最大大的应先先分出（7）使使塔两端端产品等等摩尔流流率的分分离有利利应用（1）（2）两条条可首先先解决所所用的分分离方法法；根根据产品品要求用用（3））（4））（5））条可确确定什么么分离是是不能进进行的，，什么分分离时应应最先进进行的，，什么分分离应放放在最后后；应用用（6））（7））两条合合成出分分离序列列。还有的提提出选择择塔序的的四条原原则：（1）关关键组分分的相对对挥发度度接近于于1时，，希望在在没有非非关键组组分存在在下分离离这一对对关键组组分；（2）一一般说来来按相对对挥发度度由大到到小逐个个从塔顶顶分离各各组分的的塔序是是有利的的；（3）应应使各塔塔的D和和W的摩摩尔流率率尽量接接近；（4）分分离回收收率很高高的组分分的塔应应放在最最后。6.3.2复复杂塔塔的分离离顺序（（略）2、过程程合成的的基本方方法：（1）探探试法应用探试规则则作出判断断，从众众多的可可行结构构中选出出少量最有有希望的结构方方案，然然后对这这几个方方案进行行深入分分析，从从中找出最优优的方案。。根据以往往的经验和直直觉建立立的半定定量的判判断规则则。根据归归纳法的的逻辑，，即从个个别推论论到一般般，因此此其有可可能导致致错误的的结论。。但探试试规则可可使搜索空间间大大缩缩小，能能较快地地找到接接近最优优解。用严格的数数值计算算法排除大大量可能能方案，，搜索空空间缩小小。对各各种方案案进行分分枝，设设定目标标函数的的上下界界，通过过分枝上上结点的的计算和和目标函函数值比比较，对对界限不不断加以以改进，，并决定定结点处处是否需需要进一一步分枝枝，最终终找出最最优解。。（2）分枝定定界法（（分枝定定界法））这种方法法不会将将最优解解漏掉，，但计算算量大。。为探试规则和分枝定界界法的结合。。调优法法每一次次仅在现有方案案周围的的某个空空间范围围内搜索，使系系统不断断得到改进。综合了了探试法法和分枝枝定界法法的优点点。（3）调调优法金属丝网波纹填填料AX型AX型金属丝网波纹填填料BX型金属丝网波纹填填料CY型麦勒派克克填料陶瓷鲍尔尔环填料料陶瓷阶梯梯环填料料陶瓷拉西西环填料料陶瓷异鞍鞍环陶瓷共轭轭环陶瓷矩鞍鞍环陶瓷十字字环鲍尔环填填料陶瓷波纹纹填料ADV浮浮阀F1浮阀阀浮阀塔盘盘条形浮阀阀塔盘Teller花花环填料料八四内弧弧环填料料蝴蝶环填填料英特洛克克斯填料料阶梯环填填料泡罩塔盘盘F1型浮浮阀塔盘盘舌型塔盘盘驼峰型支支撑板十字型浮浮阀塔盘盘微分浮阀阀塔盘作业中问问题1、有效效数字位位数保留留:∑xi(yi)=12、注意意计算顺顺序，有有的从下下向上计计算由yi2→xi，2。3、注意意分析计计算中错错误，有有的从塔塔釜向上上计算得得：xHK，1>xHK，W4、先列列出计算算过程顺顺序示意意图，再再计算可可减少错错误。第六章分分离离过程及及设备的的效率与与节能综综合６.1气气液传质质设备的的效率6.2.分离过过程的最最小分离离功6.2.1分离离过程的的最小功功6.2.1.1等温分分离最小小功（1）分分离理想想气体的的混合物物（2）分分离低压压的液体混混合物9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。04:24:1204:24:1204:2412/29/20224:24:12AM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2204:24:1204:24Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。04:24:1204:24:1204:24Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2204:24:1304:24:13December29,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。29十二二月20224:24:13上上午04:24:1312月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月224:24上上午午12月月-2204:24December29,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/294:24:1304:24:1329December202217、做