多组分多级分离过程分析与简捷

多组分多级分离过程分析与简捷第1页，共22页，2023年，2月20日，星期一多组分精馏：

1.组分数C>22.求解数目较多方程——变量分析

3塔内分布复杂——过程分析

4计算简捷法：蒸出因子法共沸精馏图解法萃取精馏简化法吸收因子法逆流萃取集团法逐板法：严格计算（非本章内容）返回第2页，共22页，2023年，2月20日，星期一第三章多组分多级分离过程分析与简捷计算第一节设计变量第二节多组分精馏过程第三节萃取精馏和共沸精馏第四节吸收和蒸出过程第五节萃取过程第3页，共22页，2023年，2月20日，星期一第一节设计变量

3.1.1单元的设计变量

3.1.2装置的设计变量返回第4页，共22页，2023年，2月20日，星期一设计变量：确定设计中已知变量例如二元精馏：

可解出：N；…

对于复杂体系变量如何确定？第5页，共22页，2023年，2月20日，星期一第6页，共22页，2023年，2月20日，星期一约束条件数c：

物料平衡式能量平衡式化学平衡式其它相等条件CN如何确定？CVNN,数出能进数出功进）（换：股物流，且有功、能交若物流数（一股））自由度数（单相）：任意单股物流（一股、)()(2212+++=+=++-=+=CNNNCCfNVVpVN返回相数变量数：第7页，共22页，2023年，2月20日，星期一3.1.1单元的设计变量

将复杂化工装置分解成简单单元，求：

eiNeiN例1.分配器FFFPTxF,,,PTxLL,,,11PTxLL,,,22第8页，共22页，2023年，2月20日，星期一设计变量分为：

●固定设计变量：进料物流变量和系统压力

●可调设计变量：除的其他变量eaNexNexN往往对此感兴趣！第9页，共22页，2023年，2月20日，星期一3.1.2装置的设计变量由单元设计变量确定：uiN重复使用一种为1前面进等于后面出第10页，共22页，2023年，2月20日，星期一

对精馏塔归纳出简便、可靠的确定设计变量的方法：

（1）按每一单相物流有（C+2）个变量，计算由进料物流所确定的固定设计变量数。

（2）确定装置中具有不同压力的数目。

（3）上述两项之和即为装置的固定设计变量数。（4）将串级单元数目、分配器的数目、侧线采出单元数目及传热单元数目相加，便是整个装置的可调设计变量，第11页，共22页，2023年，2月20日，星期一第二节多组分精馏过程3.2.1多组分精馏过程分析3.2.2最小回流比3.2.3最少理论塔板数和组分分配3.2.4实际回流比、理论板数、进料位置返回第12页，共22页，2023年，2月20日，星期一3.2.1多组分精馏过程分析

一、关键组分

1.关键组分的引出一般精馏：对于设计型计算，5个可调设计变量为：

5=uaN第13页，共22页，2023年，2月20日，星期一

i、j为在精馏中起关键作用的组分，称关键组分。

i：挥发度大的组分，称轻关键组分，表示：LK，下标：lj：挥发度小的组分，称重关键组分，表示：HK，下标：h第14页，共22页，2023年，2月20日，星期一精馏塔的任务：

LK尽量多的进入塔顶馏出液；

HK尽量多的进入塔釜釜液。第15页，共22页，2023年，2月20日，星期一1.问题的引出分离乙醇～水混合物分离丁烯-2～丁烷问题：如何分离的混合物？第三节萃取精馏和共沸精馏第16页，共22页，2023年，2月20日，星期一2.特殊精馏

在和的溶液中加入一个新组分S，使它对原溶液中各组分产生不同作用，从而改变原溶液组分之间相对挥发度，使系统变的易于分离。即：特殊精馏为既加能量又加质量分离剂的精馏。

原溶液加新组分后形成最低共沸物从塔顶采出。

——共沸精馏，S为共沸剂

原溶液加新组分后不形成共沸物且S沸点最高，从塔釜采出

——萃取精馏，S为萃取剂或溶剂第17页，共22页，2023年，2月20日，星期一第四节吸收和蒸出过程3.4.1吸收过程特点与流程3.4.2多组分吸收和蒸出过程分析3.4.3多组分吸收和蒸出的简捷计算法3.4.4化学吸收返回第18页，共22页，2023年，2月20日，星期一

3.4.1吸收过程特点与流程一、操作目的净化和精制气体分离气体混合物制备溶液或中间产品二、吸收过程特点吸收目的产物的同时也吸收了其他组分

——多组分吸收端点条件：待吸收气体吸收液未吸收气体吸收剂复杂塔T、X顶、釜预分配难吸收剂组成与解吸有关第19页，共22页，2023年，2月20日，星期一三、分类物理吸收无化学反应。——进行了大量研究化学吸收

1.可逆反应的化学吸收过程难点；汽液平衡，化学反应速率

2.不可逆反应的化学吸收过程难点：连串反应、不是瞬时完成的反应。第20页，共22页，2023年，2月20日，星期一第五节萃取过程3.5.1萃取流程3.5.2逆流萃取计算的集团法返回第21页，共