PPT《W,xW》

W,xW 一次性进料 F,xF D, xD xD L V 2.

流程:3. 与连续精馏的不同点:一次加料;

非定态操作;

只有精馏段.4. 操作方式: R恒定,xD逐渐下降;

xD恒定,R逐渐增大.

第四节 间歇精馏1. 使用间歇精馏的情况:被分离物常改变;

欲处理的物料量很少;

多组分混合物的初步分离等. 1-4-1 回流比恒定时的间歇精馏计算 特点:R不变,XD、XW逐渐减小;

最初釜液组成为XF. 已知:F、XF、XD平均(是整个精馏过程的平均值)计算:N、最终的D、W、XW终和精馏时间

一、理论板层数确定(用最初的XD初定板数)

二、计算最终的D、W和XW终 精馏终了时的物料衡算式:D终XD平均=FXF-W终XW终设XW,用XD计算≥XD平均判断所设正确与否.(1)找XW与W的关系----目的是用XW算出W(2)找XW与XD的关系 方法:列微分时间内的物料衡算式 设某瞬间d?: 进入量=0;

流出液 dD、XDdD、XD;

塔釜累积量 dW、 d(WXW)、XW;

列衡算式: -dD=dW -XDdD=d(WXW)=WdXW+XWdW整理的: 要想由XW计算W,必须有XW与XD的关系. W,xW 一次性进料 F,xF D, xD xD L V 由于N和R一定,各操作瞬间的操作线斜率相同,但位置不同.位置与XDi和 有关.做若干个瞬间操作线,可得出XWi和XDi的关系. 找XW与XD的关系: 1-4-1 回流比恒定时的间歇精馏计算 特点:R不变,XD、XW逐渐减小;

最初釜液组成为XF.已知:F、XF、XD平均(是整个精馏过程的平均值)计算:N、最终的D、W、XW终和精馏时间

一、理论板层数确定(用最初的XD初定板数)

二、计算最终的D、W和XW终 精馏终了时的物料衡算式:D终XD平均=FXF-W终XW终设XW,用XD计算≥XD平均判断所设正确与否.(1)找XW与W的关系----目的是用XW算出W(2)找XW与XD的关系 指定最初瞬间的xD 确定R求N(xW=xF) 取一系列xDi值,得各瞬间的xD~xw关系 取某个xW值作为终值xW终由求出W终 计算汽化量V=(R+1)D=(R+1) (F-W终) A 调整xW终A选定汽化速率? 计算精馏时间 结束 No Yes 1-4-2 馏出液组成恒定时的间歇精馏计算 特点: XD不变, R逐渐增大、XW逐渐减小;

最初釜液组成为XF. 已知:F、XF、XD 、 XW终 计算:N、R的范围、总汽化量 1. N的确定: 因XD一定,而XW逐渐减小,N应按最终的XW终 确定(这时要求的分离程度最高),所以: R终=(1.1~2) Rmin终 图解确定出N (q=1) 2. R的范围 R终以确定,只需定出R初. 可由N和XF、XD确定R初 采用试差法:设 R初 ,做出操作线,从a点开始画梯级N个,第XN等于或接近XF即可,相应的R即为R初.3.总汽化量V总 (列物料衡算微分方程式求解)设d?时间内:汽化量dV kmol,流出液量dD,回流液量dL 冷凝器物料衡算式: 3.总汽化量V总 (列物料衡算微分方程式求解)设d?时间内:汽化量dV kmol,流出液量dD,回流液量dL 冷凝器物料衡算式: 其中R是瞬间回流比,因此要做积分,必须找出R~D关系,而R=L/D,带入还是无法积分,因此需改变积分变量. 列?时全塔轻组分物料衡算式:(即蒸馏时间从0到? ,在? 这个瞬间时馏出液为D、XD,釜液为W、XW) 微分得: ① 带入①式得: 积分变量为XW,需找的是R~ XW的关系 用找出的R~ XW关系,图解积分. 确定R~ XW的关系的方法:1. 在R初与R终之间指定一系列的Ri2. 在Ri下做操作线,画N个梯级,所对应的为XWi 注: 馏出液组成恒定时的间歇精馏中,连续改变R值是做不到的,一般是恒回流比和恒馏出液组成联合使用,即使回流比逐级跃升进行操作,

第六节 多组分精馏 (主要讲单塔的多组分分离) 1-6-1 流程方案选择 1. 若将多组分混合物分离成单个组分,流程方案有多种,下面以3组分混合物为例: 塔的数目=组分数-1应满足的要求:保证产品质量、生产能力大、流程短、投资少、能耗低、收率高、操作费用低、管理方便. 2. 若不需要得到纯组分,可用侧线抽出. 1-6-2 多组分系统的气液平衡

一、理想系统的气液平衡关系1. 平衡常数法 定义平衡常数为 理想系统: 简化K列线图: 2. 相对挥发度法 同理: yi =Ki xi

二、相平衡常数的应用 例如: a. 塔顶蒸气冷凝至泡点, 若已知的是P、xDi,求泡点t泡若已知的是t、xDi,求泡点P b. 已知塔顶P、yi,求塔顶的露点t露 使用的方程 归一方程: 泡点方程: 露点方程: 设t露 由列线图查Ki值 计算 计算结束, t露为所求 No Yes 调整t露设t泡 由列线图查Ki值 计算 计算结束, t泡为所求 No Yes 调整t泡P、xi 泡点温度及平衡气相组成的计算 (已知P、液相xi) 露点温度及平衡液相组成的计算 (已知P、气相组成yi) 多组分溶液的连续部分汽化和冷凝计算(又称闪蒸计算) 已知:P、T、F、xF求:xi 、yi 求解方法:设汽化率e ,用归一方程检验所设是否正确,若正确,则xi 、yi及为所求. 计算方法:物料衡算式与平衡方程结合 F=V+LF xF =V yi +L xiyi=Ki xi 1-6-3 关键组分的概念及各组分在塔顶和塔底产品中的预分配

一、关键组分 在待分离的多组分溶液中,选取工艺中最关心的两个组分,规定它们在塔顶和塔底的组成或回收率,这两个组分对分离起控制作用,故称其为关键组分. 例如: 混合物含苯(A)、甲苯(B)、乙苯(C)、苯乙烯(D),塔顶主要出A、B组分,塔底主要出C、D组分.如图

二、组分在塔顶和塔底产品中的预分配(目的求Di和Wi) 1. 清晰分割 比轻关键组分还轻的组分全部在塔顶,比重关键组分还重的组分全部在塔底.特点:可以用物料衡算求得塔顶、塔底物流的量和组成. 2. 非清晰分割 两关键组分不相邻;

若相邻,但塔底有比轻关键组分还轻的组分,塔顶有比重关键组分还重的组分 特点:不能只用物料衡算求得塔顶、塔底物流的量和组成,需要估算. 非清晰分割时Di和Wi的估算方法(亨斯特别克法) 假设:①在任何回流比下操作时,各组分在塔顶和塔底产品中的分配与 全回流时相同;

非关键组分在产品中的分配情况与关键组分的也相同. 使用的方程:芬斯克全回流公式和组分物料衡算式 注:? 以重关键组分为基准 由假设条件②有: 由假设条件①,此式也可用于任何回流比下. 因?hh=1,log ?hh=0,因此,上式可以改写为 …… ① Di+Wi=Fi …… ② 两式联立可以解出Di和Wi,其中式① 是一直线方程 当时, 当时, 点(必在该直线上. 注:是对数坐标 1-6-4 最小回流比 多组分精馏中,恒浓区有两个:以加料板为界,分上恒浓区和下恒浓区. 恩德伍得公式: 用试差法先求出?值,然后计算回流比. 1-6-4 理论板层数的确定

一、简捷法(用芬斯克方程和吉利兰图)用轻重关键组分计算Nmin和精馏段的(Nmin)精

二、逐板计算法 平衡方程 操作线方程