间歇恒沸萃取精馏及多组分

第九节多组分精馏基础

一、多组分精馏流程方案的选择

1、依据：根据挥发度的差异，将各组分逐个分离。2、多组分精馏流程方案

组分数2345塔数1234流程数12514a三组分（A）a+ba+b+ccb双组分（一种）a+b（B）两种b+ca+b+cabc4组分3塔5流程a+b+ca+b+c+dcba+bad(A)b+ca+b+c+dabca+b+cd(B)b+c+da+b+c+dcbc+dad(C)b+ca+b+c+dacd(D)b+c+dc+da+b+c+dcba+bad(E)3、流程方案的选择——具体情况具体分析选择思路：⑴进料组分按摩尔分数接近0.5：0.5进行分离⑵各组分摩尔分数相近，两两相对挥发度相近，逐一分离⑶各组分间相对挥发度差别较大时，直接逐一分离⑷各组分摩尔分数差别较大时，从大到小逐一分离⑸产品纯度要求高的最后分离，由易到难二、多组分的气液相平衡

多组分精馏多为非理想物系，压力不高时，气相仍服从Dolton定理1、服从道尔顿分压定律2、平衡常数3、相对挥发度：j为基准组分以比较其他组分挥发度一般取重关键组分为基准组分4、泡点温度计算1.已知xi、P，按归一条件∑yi=1，试差法得泡点温度和yi假设泡点温度得Ki，再归一确认2.已知xi、αij，可得yi5、露点温度计算同求泡点温度（yi、P已知）归一条件∑xi=1例9-126、多组分物系的平衡蒸馏（闪蒸）F=D+W

FxFi=Dyi+Wxixfi=（1-q）yi+qxi

得相平衡方程yi=Kixi物衡:设平衡温度te，查Ki,归一化∑xi=1确定te，再用相平衡方程求yi

原料F,xF,tFD=(1-q)F,ye,teW=qF,xe,teT热量衡算—确定加热温度T

FCmp（T-te）=（1-q）Fr（原料经加热至温度T，节流减压，自身温度降低放出的显热等于汽化所需潜热）原料F,xF,tF加压泵顶部产品D=(1-q)F,ye,te底部产品W=qF,xe,teT加热器分离器冷凝器节流阀图

平衡蒸馏装置三、多组分精馏的关键组分和物料衡算

1、关键组分

进料中对多组分的分离起控制作用的两个组分

挥发度大的——轻关键组分挥发度小的——重关键组分关键组分的确定取决于分离的具体要求，如A、B、C、D

若要将A、B与C、D分开，则关键组分为B、C，若要将A分开，则关键组分为A、B。2、全塔物料衡算

总物料衡算F=D+W

任一组分的物料衡算FxFi=Dyi+Wxi

归一方程∑xDi=1∑xFi=1∑xWi=13、产品组成计算（确定摩尔分数）（1）清晰分割法前提：关键组分为两个相邻组分，两者挥发度差异较大，分离要求也较高。理论：比轻关键组分还易挥发的组分全部从塔顶蒸出，在塔釜中含量极小可以忽略

比重关键组分还难挥发的组分全部从塔釜排出在塔顶中含量极小可以忽略计算：根据清晰分割理论对全塔物料衡算可得到塔顶、塔底各组分摩尔分数例9-13（2）全回流近似法

假定：实际部分回流时，各组分在塔顶、塔底产品中的摩尔分数与全回流时的相同芬斯克方程：任意组分i和重关键组分h也可写成或例9-14四、多组分精馏理论板数的计算同双组分精馏，有捷算法和逐板计算法1、理论板书捷算法：FUG（芬斯克—恩德伍德—吉利兰）①求最小回流比Rmin

——恩德伍德公式简化处理αlj＞θ＞αhj若两关键组分间有p个组分，则有p+1个θ值，有p+1个Rmin值，最后取Rmin的平均值恩德伍德公式恒摩尔流假定相对挥发度αij为常数②求最少理论板数Nmin

——芬斯克方程——将多组分分离看作轻、重关键组分的双组分分离③求理论板数——吉利兰图例9-152、逐板计算法：LM（