1、6.8 多組分精餾多組分精餾 相平衡常數是溫度、壓力及濃度的函數。 汽、液平衡關系復雜 物料衡算關系復雜111RxxRRyiDinin 各有C-1個操作線方程。iWninixWqFLWxWqFLqFLy)()1(cixKyiii,2 , 1 多組分精餾的特點：多組分精餾的特點：1,2 , 1ci 分別程度確實定比較復雜根據塔分別工藝要求和物流特點，規定兩個特定組分的分別程度，其他組分的分別程度那么由分別的流程和操作情況等條件所決議。 流程方案的選定比較復雜 需求的塔多 假設要將一混合物完全分別成純組份產品的分別稱之為銳分別，需多塔操作。采用簡單塔操作時C個組分，需C -1個塔。 流程方案多 分

2、別C個組分的混合物，銳分別的序列數為：)!1( !)!1(2CCC每個序列需求精餾塔C-1個。6.8.1 分別序列的選擇分別序列的選擇1普通確定原那么普通確定原那么 減少組分汽化次數，降低能耗。直接序列順序流程：按混合物中組分沸點遞升排序，輕組分依次從塔頂分別出去。例：四組分例：四組分A、B、C、D混合物的分別混合物的分別保證產質量量原那么： 高純度產品在塔頂采出； 熱敏性、易分解或聚合的物料優先分出，減少受 熱次數。 經濟性原那么： 盡能夠思索到減少設備費和操作費，易腐蝕、 有毒的組分先分出去； 難分別的最后分，此時，氣體負荷小、塔徑小。 操作管理方便原那么：闡明：以上原那么是在用普通精餾塔

3、一進二出，闡明：以上原那么是在用普通精餾塔一進二出， 分別出較純的單一組分為前提下得到的。分別出較純的單一組分為前提下得到的。2多組分分別序列綜合多組分分別序列綜合 研討始于研討始于20世紀世紀70年代，研討方法有：年代，研討方法有： 試探法、調優法、數學規劃法等。試探法、調優法、數學規劃法等。6.8.2 全塔物料衡算全塔物料衡算1關鍵組份及分別要求的規定關鍵組份及分別要求的規定 關鍵組份：根據塔的主要分別目的，選取兩組份規定分別要求。關鍵組份：根據塔的主要分別目的，選取兩組份規定分別要求。規定其中較難揮發的組份在塔頂不得高于某一允許值，易揮發規定其中較難揮發的組份在塔頂不得高于某一允許值，易

4、揮發組份在塔底不得高于某值。組份在塔底不得高于某值。 輕關鍵組份輕關鍵組份l: 揮發度較大的關鍵組份；揮發度較大的關鍵組份； 重關鍵組份重關鍵組份h: 揮發度較小的關鍵組份。揮發度較小的關鍵組份。非關鍵組份：非關鍵組份： 比輕關鍵組分更輕的組分稱為輕非關鍵組分；比輕關鍵組分更輕的組分稱為輕非關鍵組分； 比重關鍵組分更重的組分稱為重非關鍵組分。比重關鍵組分更重的組分稱為重非關鍵組分。 2非關鍵組份在兩端產品中的分配非關鍵組份在兩端產品中的分配作為設計型計算，求N，欲知qnD， qnW，必需知 xwi和xDi，但xwi 、 xDi 又和N有關，故需試差。 分別要求規定：經過規定關鍵組分的分別要求，

5、對塔的分別結分別要求規定：經過規定關鍵組分的分別要求，對塔的分別結果進展控制。規定方式有：果進展控制。規定方式有： 規定輕關鍵組份在塔頂的組成和重關鍵組分在塔底的組成； 規定輕關鍵組分在塔頂組成及回收率； 規定重關鍵組分在塔底組成及輕關鍵組分在塔頂的回收率。估算方法：估算方法： 非明晰分割非明晰分割 不滿足明晰分割的條件，采用近似方法估計。 給定條件：輕關鍵組分在餾出液中的回收率給定條件：輕關鍵組分在餾出液中的回收率; 重關鍵組分在釜液中的回收率。重關鍵組分在釜液中的回收率。 明晰分割明晰分割 比輕關鍵組份更輕的各組分均從塔頂蒸出，比重關鍵組份更重的組分，均從塔底排出，且兩關鍵組分為相鄰組分，

6、稱為明晰分割。可以進展嚴厲的計算。方法：享斯特別克法方法：享斯特別克法Hengsteback 假設：假設： (a) 各組份在餾出液和釜液中的流率分配與回流比無關；各組份在餾出液和釜液中的流率分配與回流比無關； (b) 非關鍵組分在產品中的分配情況與關鍵組分的一樣。非關鍵組分在產品中的分配情況與關鍵組分的一樣。hlWhlDhlxxxxN,minlogloghlnDnDDhlqqxx)(hlnWnWwhlqqxx)(回流比為無限大時，對輕、重關鍵組分由芬斯克方程得：其中：hlnWnWnDnDhlhlqqqqN,minloglog所以根據假定b，對恣意組份與重關鍵組份來說，也有：hlnWnDnWnD

7、hhllqqqqN,minloglog或：hinWnWnDnDhihiqqqqN,minlogloghinWnDnWnDhhiiqqqq,loglog)log(logloglog)log(,hhhhlliinWnDnWnDnWnDhlhinWnDqqqqqqqq故有：iinWnDqq=知數 FinFinWnDZqfqqii于是有：又inWnWqqinDnDqqnWnWwiqqxinDnDDiqqxi6.8.3 多組份精餾的最小回流比多組份精餾的最小回流比 (1) 多組份精餾的恒濃區多組份精餾的恒濃區 在最小回流比條件下，在最小回流比條件下， 上恒濃區上恒濃區進料板以上進料板以上 下恒濃區下恒濃

8、區進料板以下進料板以下(2) 最小回流比的求法最小回流比的求法恩德伍德公式(Underwood) ciihFihqzi11闡明：運用該式其相對揮發度的基準組分為重關鍵組份。闡明：運用該式其相對揮發度的基準組分為重關鍵組份。 介于輕重關鍵組分相對揮發度之間，多用試差法求解。介于輕重關鍵組分相對揮發度之間，多用試差法求解。 11minciihDihixR適用條件：適用條件：ih可取為常數塔兩端相對揮發度的平均值；可取為常數塔兩端相對揮發度的平均值； 汽液兩相符合恒摩爾流假設；汽液兩相符合恒摩爾流假設； 輕重關鍵組分為相鄰組分。輕重關鍵組分為相鄰組分。 6.8.4 多組份精餾塔實際塔板數的計算多組份

9、精餾塔實際塔板數的計算 1 簡捷法簡捷法 以輕、重關鍵組分為根據，利用芬斯克公式求Nmin 。hlWhlDhlxxxxN,minloglog 用Underwood公式求取 Rmin； 根據Rmin，選取適宜的R，利用吉利蘭關聯圖求取所需的NT。 2逐板計算法逐板計算法 計算前提：計算前提： 恒摩爾流假定成立；恒摩爾流假定成立； 各組分的相對揮發度可近似作為常數處置。各組分的相對揮發度可近似作為常數處置。 計算步驟：計算步驟： 確定餾出液和釜液流率qnD、qnW及組成xDi、xwi；- 劉易斯-麥迪遜L-M法 計算最小回流比，確定適宜操作回流比； 確定操作線方程。11, 1RxxRRyDinii

10、nnWnFnLWinWninWnFnLnFnLinqqqqxqxqqqqqqqy , 1 確定相平衡方程 iiixKy hihiihihiKxK式中： 逐板計算求解實際塔板數當關鍵組份居中時，可分別從塔頂和塔底逐板計算，求解精餾段和提餾段的實際板數，進而求得總實際板數。qnF, zFix1i= xwiqnWnmnmn-1m+1y1i= xDiqnD, xDinhlqhlnhlxxxxxx1qhlxx為兩關鍵組分操作線交點橫坐標的比值。 第n 塊板為進料板 hhllDFDFqhlxqzRxqzRxx) 1() 1() 1() 1(在進料處，輕、重關鍵組分滿足以下條件：精餾段從上至下，依次運用相平

11、衡關系和物料衡算關系，提餾段從下至上計算，直至滿足： 1mhlqhlmhlxxxxxx xni與xmi不一致，稱為不契合 。產生不契合的緣由：兩端產品組成的濃度是估算值。處理方法：調整塔兩端產品中非關鍵組分的組成及產品流量 直至契合滿足規定的要求。第m塊板為進料板， m 為提餾段實際塔板數。 總實際板數：1nmNT含再沸器6.8.5 精餾過程的節能 精餾是耗能較高的單元操作，在產品生本錢錢中占有較大的比重； 用能過程，尤其是熱能的運用過程，對熱能不僅有量的要求，而且有質或檔次的要求； 用能過程是能量貶值的過程，是有效能損失的過程，而不是能在量上的減少。 精餾過程節能技術：精餾過程節能技術： 精

12、餾塔設計和操作參數的優化；精餾塔設計和操作參數的優化； 多組分分別序列的選擇；多組分分別序列的選擇； 精餾與過程系統的能量集成；精餾與過程系統的能量集成； 選擇適宜的分別方法替代精餾。選擇適宜的分別方法替代精餾。1精餾塔設計和操作參數的優化精餾塔設計和操作參數的優化 適宜回流比和實際板數的選擇；適宜回流比和實際板數的選擇； 適宜進料位置的選擇；適宜進料位置的選擇； 進料熱形狀的選擇；進料熱形狀的選擇； 操作壓力的選擇。操作壓力的選擇。2多組分分別序列的選擇多組分分別序列的選擇不同序列分別一樣產品的本錢不同，應選取最適宜的分別序列。 3精餾在過程系統內的能量集成精餾在過程系統內的能量集成 精餾過程的用能與系統的用能一致思索的技術。 多效蒸餾多效蒸餾高低壓雙效精餾流程高低壓雙效精餾流程:BF21nqF21nqA、BABAB121122FnqA、BABBAA、BA、Bp1p2p1p2p1p2FnqA、B 中間再沸器和中間冷凝器