2.3閃蒸過程的計算2.3.1等溫閃蒸和部分冷凝過程2.3.2絕熱閃蒸過程底部產物L，x頂部產物V，y加熱器節流閥冷凝器2.3閃蒸過程的計算2.3.1等溫閃蒸和部分冷凝過程底部閃蒸過程描述閃蒸是連續單級蒸餾過程。它使進料混合物部分汽化或冷凝得到含易揮發組分較多的蒸汽和含難揮發組分較多的液體。普通精餾塔中的平衡級就是一簡單絕熱閃蒸級。閃蒸過程描述閃蒸是連續單級蒸餾過程。閃蒸過程的計算方程（MESH）（1）物料衡算—M方程：C個（3）摩爾分率加和式—S方程：2個（4）熱量平衡式—H方程：1個2C＋3（2）相平衡—E方程：C個閃蒸過程的計算方程（MESH）（1）物料衡算—M方程：C個（方程總數：2C+3個變量數：3C+8個其中進料變量數：C+3個需規定變量數：C＋5個（F,TF,pF,T,p,V,L,Q，zi,yi,xi）（F,TF,pF,zi

）根據其余2個變量的規定方法可將閃蒸計算分為如下五類：方程總數：2C+3個變量數：3C+8個其中進料變量數：C+3Q,T(或p),L,yi,xi部分汽化p(或T),V(或ψ)Q,T,V,yi,xi部分冷凝p,L(或ψ)T,V,L,yi,xi非絕熱p,Q≠0T,V,L,yi,xi絕熱p,Q=0Q,V,L,yi,xi等溫p,T輸出變量閃蒸形式規定變量表2-4閃蒸計算類型√*√Q,T(或p),L,yi,xi部分汽化p(或T),V(或ψ)進行閃蒸計算之前，需要核實閃蒸問題是否成立！核實方法：第一步：假設閃蒸溫度為進料的泡點溫度，則Kizi=1,若Kizi>1,說明第二步：假設閃蒸溫度為進料的露點溫度，則(zi／Ki)=1,若(zi／Ki)>1,說明只有當TB<T<TD時，才構成閃蒸問題。

反之，若Kizi<1,則為過冷液體；若(zi／Ki)<1,則為過熱蒸汽。T>TB；T<TD；進行閃蒸計算之前，需要核實閃蒸問題是否成立！核實方法：第一步2.3.1等溫閃蒸規定：p、T計算：Q,V,L,yi,xi一、汽液平衡常數與組成無關已知閃蒸溫度和壓力，Ki值容易確定，所以聯立求解上述（2C+3）個方程比較簡單。具體步驟如下：2.3.1等溫閃蒸規定：p、T一、汽液平衡常數與組成將E－方程：代入M-方程：消去yi,得到：將代入上式：VFL==-將E－方程：代入M-方程：消去yi,得到：將令：代入(2-66)式，得到：汽化率令：代入(2-66)式，得到：汽化率將（2-67）和（2-68）式代入S－方程，得到：（2-69）（2-70）（2-70）式減去（2-69）式，得到：（2-71）閃蒸方程將（2-67）和（2-68）式代入S－方程，得到：（2-69（2-67）（2-71）（2-68）（2-64）（2-65）（2-67）（2-71）（2-68）（2-64）（2-65）通過閃蒸方程（2-71）求出汽化率后，由（2-67）和（2-68）式可分別求出xi和yi，進而由總物料衡算式（2-64）可求出V和L，由熱量衡算式（2-65）可求出Q。通過閃蒸方程（2-71）求出汽化率后，由（2-汽化率的迭代：（2-71）設初值，計算f()：可采用Newton-Raphson法迭代：（2-72）P60例［2-8］汽化率的迭代：（2-71）設初值，計算f()：可采用N2.3.1等溫閃蒸根據x，y與是分步迭代還是同時迭代，給出了兩種普遍化算法。（自學：p63圖2-9）二、汽液平衡常數與組成有關2.3.1等溫閃蒸根據x，y與是分步迭代還是同時迭代，給2.3.2絕熱閃蒸規定：p、Q＝0計算：T,V,L,yi,xi計算方程：MESH方程迭代變量：T、迭代收斂判據：閃蒸方程或熱量衡算方程按T和是分步迭代還是同時迭代，分為序貫迭代法和同時收斂法。2.3.2絕熱閃蒸規定：p、Q＝0計算方程：MESH一、序貫迭代法（1）寬沸程物系：（2）窄沸程物系：用熱量衡算方程迭代T；用閃蒸方程迭代：外層循環

內層循環

用熱量衡算方程迭代；用閃蒸方程迭代T：外層循環

內層循環

對T不敏感對T敏感一、序貫迭代法（1）寬沸程物系：（2）窄沸程物系：用熱量二、同時收斂法和T同時迭代（自學）二、同時收斂法和T同時迭代（自學）二元混合物的逸度系數

A、維里方程用混合規則求，即求汽液相平衡及其計算二元混合物的逸度系數A、維里方程用混合規則求，即求B、RK方程汽液相平衡及其計算B、RK方程汽活度系數的計算稱對拉烏爾定律有正偏差

負偏差

汽液相平衡及其計算無熱溶液正規溶液

活度系數的計算稱對拉烏二元溶液的活度系數A、Van-LaarEqu汽液相平衡及其計算

1）2）二元溶液的活度系數A、Van-LaarEqu汽二元溶液的活度系數A、Van-LaarEqu3）汽液相平衡及其計算單參數的對稱方程

理想體系負偏差非理想體系正偏差非理想體系A可用來判別實際溶液與理想溶液的偏離度4）二元溶液的活度系數A、Van-LaarEqu汽單參數的對B、MargulesEqu汽液相平衡及其計算

B、MargulesEqu汽C、WilsonEqu.汽液相平衡及其計算

C、WilsonEqu.汽三元溶液的活度系數

A、MargulesEqu.汽液相平衡及其計算

123三元溶液的活度系數A、MargulesEqu.汽B、WilsonEquation汽液相平衡及其計算

自學例題2-1,2-2B、WilsonEquation汽自學例題2-11、李海明,褚福云,孫景威，相平衡常數在精餾過程中的應用，錦州師范學院學報(自然科學版)，2000年04期2、汪文川.汽液相平衡計算中活度系數法簡評，化學工程，1988，(01)3、屈強,羅金生,于廣鎖,于遵宏，人工神經網絡在汽液相平衡常數預測中的應用，計算機與應用化學，2001年04期參考文獻1、李海明,褚福云,孫景威，相平衡常數在精餾過程中的應用，錦4、白潤生，精餾過程計算中相對揮發度的平均值近似，石油化工，1999年04期

5、張玨成，純物質逸度定義的討論.上海工程技術大學學報,2004年02期

6、耿曉云，劉樂，楊貴榮，關于逸度和逸度參比態的討論.河北工業大學成人教育學院學報,2004年03期

7、牛家治，郭喬峰，從氣態方程討論逸度的計算.淮北煤師院學報(自然科學版),2002年03期

參考文獻參考文獻

8、陳必清，普遍化方法計算混合氣體逸度.吉林化工學院學報,2000年03期

9、傅楊武，王裕玲，陳書鴻，活度系數模型預測汽-液相平衡的發展概況.重慶三峽學院學報,2006年03期

10、李小斌，任萬能，劉桂華，NaOH-NaAl(OH)4-H2O體系活度系數的計算模型.中南大學學報,2006年03期

參考文獻

參考文獻

11、李嫻，高溫高壓堿土金屬溶液活度系數新模型的研究.南京工業大學碩士論文;2005，陸小華12、景孔華，康惠寶，王利生，改進PSRK模型預測高分子溶液的活度系數.計算機與應用化學,2005年11期

13、極性物系多組分分離泡點計算，齊魯石油化工，1991（3），208

參考文獻參考文獻14、曾健，胡文勵，一種新的泡點計算方法，天然氣化工，1995，（1）：5215、曾健，胡文勵，露點計算的一種改進[J].天然氣化工(C1化學與化工),1999,(5)16、汪萍，項曙光，一種改進的泡露點計算方法.化工時刊,2004年05期17、李謙,魏奇業,華賁，基于神經網絡的多組分混合物泡露點.計算機及應用.化學工程,2004,參考文獻14、曾健，胡文勵，一種新的泡點計算方法，天然氣化工，19918、王雙成，理想混合物泡點溫度和露點溫度的快速計算方法.河南廣播電視大學學報,2002年01期19、馬志杰，改進的中低壓下泡點、露點和等溫閃蒸編程計算方法.廣州化工,2002年01期20、極性物系多組分分離泡點計算，齊魯石油化工，91（3），20821、三組分平衡閃蒸中的關聯式，石油化工，1993，（3）：170參考文獻18、王雙成，理想混合物泡點溫度和露點溫度的快速計算方法.22、多元平衡閃蒸計算的新方法，石油化工，1988，17（4）：21723、杜英生,李鑫鋼,趙汝文,鄭陵,余國琮.多組元多級絕熱閃蒸過程的研究（Ⅲ）-閃蒸過程的工業應用.化學工程,1994年01期24、谷里鵬，谷雨.絕熱閃蒸的快速計算和應用.化工機械,2004年04期參考文獻22、多元平衡閃蒸計算的新方法，石油化工，1988，17（4

1、相平衡關系可用幾種方法來表達。

2、就活度系數法計算汽液平衡常數的通式，分以下幾種情況進行討論：

1）汽相為理想氣體，液相為理想溶液；

2）汽相為理想氣體，液相為非理想溶液；

3）汽相為理想溶液，液相為理想溶液；

4）汽相為理想溶液，液相為非理想溶液。思考題1、相平衡關系可用幾種方法來表達。思考題3、什么叫露點，精餾塔頂溫度如何處理？4、怎樣判斷混合物在T，P下的相態，若為兩相區其組成怎樣計算？5、簡述絕熱閃蒸計算的計算方法和特點。思考題3、什么叫露點，精餾塔頂溫度如何處理？思考題由正辛烷（1），乙苯（2）和2-乙氧基乙醇（3）所組成的溶液，其組成為：

補充習題試求總壓為760mmHg達到平衡時該溶液中各組分的活度系數。已知：760mmHg時有關各端值常數如下。作業：第2、6、11、12、13題，選作：7、14由正辛烷（1），乙苯（2）和2-乙氧基乙醇（3）所組成相平衡常數法相對揮發度法狀態方程法活度系數法相平衡關系表達方法相平衡關系法

小結相平衡常數法相對揮發度法狀態方程法活度系數法相相平衡關系法學習本章要熟練掌握多組分非理想體系平衡常數計算方法；掌握汽液相平衡關系常用的兩種形式；會用相平衡常數和相對揮發度表示相平衡關系；至少會一種求算活度系數和逸度系數；泡點和露點計算學生要會查閱P-T-K列線圖，求算烴類物質的K值，了解平衡常數與組成有關的泡、露點計算。了解等溫閃蒸和部分冷凝過程的計算，了解絕熱閃蒸過程的計算。

本章小結學習本章要熟練掌握多組分非理想體系平衡常數計算方

重點：多組分物系的相平衡條件；平衡常數；分離因子。多組分物系的泡點方程、露點方程；計算方法。等溫閃蒸過程和部分冷凝過程。閃蒸方程；閃蒸過程的計算。

難點：多組分非理想體系平衡常數計算。多組分物系的泡點溫度和泡點壓力、露點溫度和露點壓力的計算。等溫閃蒸過程和部分冷凝過程的計算。重點：多組分物系的相平衡條件；平衡常數；分離因子。多第2章結束第2章結束2.3閃蒸過程的計算2.3.1等溫閃蒸和部分冷凝過程2.3.2絕熱閃蒸過程底部產物L，x頂部產物V，y加熱器節流閥冷凝器2.3閃蒸過程的計算2.3.1等溫閃蒸和部分冷凝過程底部閃蒸過程描述閃蒸是連續單級蒸餾過程。它使進料混合物部分汽化或冷凝得到含易揮發組分較多的蒸汽和含難揮發組分較多的液體。普通精餾塔中的平衡級就是一簡單絕熱閃蒸級。閃蒸過程描述閃蒸是連續單級蒸餾過程。閃蒸過程的計算方程（MESH）（1）物料衡算—M方程：C個（3）摩爾分率加和式—S方程：2個（4）熱量平衡式—H方程：1個2C＋3（2）相平衡—E方程：C個閃蒸過程的計算方程（MESH）（1）物料衡算—M方程：C個（方程總數：2C+3個變量數：3C+8個其中進料變量數：C+3個需規定變量數：C＋5個（F,TF,pF,T,p,V,L,Q，zi,yi,xi）（F,TF,pF,zi

）根據其余2個變量的規定方法可將閃蒸計算分為如下五類：方程總數：2C+3個變量數：3C+8個其中進料變量數：C+3Q,T(或p),L,yi,xi部分汽化p(或T),V(或ψ)Q,T,V,yi,xi部分冷凝p,L(或ψ)T,V,L,yi,xi非絕熱p,Q≠0T,V,L,yi,xi絕熱p,Q=0Q,V,L,yi,xi等溫p,T輸出變量閃蒸形式規定變量表2-4閃蒸計算類型√*√Q,T(或p),L,yi,xi部分汽化p(或T),V(或ψ)進行閃蒸計算之前，需要核實閃蒸問題是否成立！核實方法：第一步：假設閃蒸溫度為進料的泡點溫度，則Kizi=1,若Kizi>1,說明第二步：假設閃蒸溫度為進料的露點溫度，則(zi／Ki)=1,若(zi／Ki)>1,說明只有當TB<T<TD時，才構成閃蒸問題。

反之，若Kizi<1,則為過冷液體；若(zi／Ki)<1,則為過熱蒸汽。T>TB；T<TD；進行閃蒸計算之前，需要核實閃蒸問題是否成立！核實方法：第一步2.3.1等溫閃蒸規定：p、T計算：Q,V,L,yi,xi一、汽液平衡常數與組成無關已知閃蒸溫度和壓力，Ki值容易確定，所以聯立求解上述（2C+3）個方程比較簡單。具體步驟如下：2.3.1等溫閃蒸規定：p、T一、汽液平衡常數與組成將E－方程：代入M-方程：消去yi,得到：將代入上式：VFL==-將E－方程：代入M-方程：消去yi,得到：將令：代入(2-66)式，得到：汽化率令：代入(2-66)式，得到：汽化率將（2-67）和（2-68）式代入S－方程，得到：（2-69）（2-70）（2-70）式減去（2-69）式，得到：（2-71）閃蒸方程將（2-67）和（2-68）式代入S－方程，得到：（2-69（2-67）（2-71）（2-68）（2-64）（2-65）（2-67）（2-71）（2-68）（2-64）（2-65）通過閃蒸方程（2-71）求出汽化率后，由（2-67）和（2-68）式可分別求出xi和yi，進而由總物料衡算式（2-64）可求出V和L，由熱量衡算式（2-65）可求出Q。通過閃蒸方程（2-71）求出汽化率后，由（2-汽化率的迭代：（2-71）設初值，計算f()：可采用Newton-Raphson法迭代：（2-72）P60例［2-8］汽化率的迭代：（2-71）設初值，計算f()：可采用N2.3.1等溫閃蒸根據x，y與是分步迭代還是同時迭代，給出了兩種普遍化算法。（自學：p63圖2-9）二、汽液平衡常數與組成有關2.3.1等溫閃蒸根據x，y與是分步迭代還是同時迭代，給2.3.2絕熱閃蒸規定：p、Q＝0計算：T,V,L,yi,xi計算方程：MESH方程迭代變量：T、迭代收斂判據：閃蒸方程或熱量衡算方程按T和是分步迭代還是同時迭代，分為序貫迭代法和同時收斂法。2.3.2絕熱閃蒸規定：p、Q＝0計算方程：MESH一、序貫迭代法（1）寬沸程物系：（2）窄沸程物系：用熱量衡算方程迭代T；用閃蒸方程迭代：外層循環

內層循環

用熱量衡算方程迭代；用閃蒸方程迭代T：外層循環

內層循環

對T不敏感對T敏感一、序貫迭代法（1）寬沸程物系：（2）窄沸程物系：用熱量二、同時收斂法和T同時迭代（自學）二、同時收斂法和T同時迭代（自學）二元混合物的逸度系數

A、維里方程用混合規則求，即求汽液相平衡及其計算二元混合物的逸度系數A、維里方程用混合規則求，即求B、RK方程汽液相平衡及其計算B、RK方程汽活度系數的計算稱對拉烏爾定律有正偏差

負偏差

汽液相平衡及其計算無熱溶液正規溶液

活度系數的計算稱對拉烏二元溶液的活度系數A、Van-LaarEqu汽液相平衡及其計算

1）2）二元溶液的活度系數A、Van-LaarEqu汽二元溶液的活度系數A、Van-LaarEqu3）汽液相平衡及其計算單參數的對稱方程

理想體系負偏差非理想體系正偏差非理想體系A可用來判別實際溶液與理想溶液的偏離度4）二元溶液的活度系數A、Van-LaarEqu汽單參數的對B、MargulesEqu汽液相平衡及其計算

B、MargulesEqu汽C、WilsonEqu.汽液相平衡及其計算

C、WilsonEqu.汽三元溶液的活度系數

A、MargulesEqu.汽液相平衡及其計算

123三元溶液的活度系數A、MargulesEqu.汽B、WilsonEquation汽液相平衡及其計算

自學例題2-1,2-2B、WilsonEquation汽自學例題2-11、李海明,褚福云,孫景威，相平衡常數在精餾過程中的應用，錦州師范學院學報(自然科學版)，2000年04期2、汪文川.汽液相平衡計算中活度系數法簡評，化學工程，1988，(01)3、屈強,羅金生,于廣鎖,于遵宏，人工神經網絡在汽液相平衡常數預測中的應用，計算機與應用化學，2001年04期參考文獻1、李海明,褚福云,孫景威，相平衡常數在精餾過程中的應用，錦4、白潤生，精餾過程計算中相對揮發度的平均值近似，石油化工，1999年04期

5、張玨成，純物質逸度定義的討論.上海工程技術大學學報,2004年02期

6、耿曉云，劉樂，楊貴榮，關于逸度和逸度參比態的討論.河北工業大學成人教育學院學報,2004年03期

7、牛家治，郭喬峰，從氣態方程討論逸度的計算.淮北煤師院學報(自然科學版),2002年03期

參考文獻參考文獻

8、陳必清，普遍化方法計算混合氣體逸度.吉林化工學院學報,2000年03期

9、傅楊武，王裕玲，陳書鴻，活度系數模型預測汽-液相平衡的發展概況.重慶三峽學院學報,2006年03期

10、李小斌，任萬能，劉桂華，NaOH-NaAl(OH)4-H2O體系活度系數的計算模型.中南大學學報,2006年03期

參考文獻

參考文獻

11、李嫻，高溫高壓堿土金屬溶液活度系數新模型的研究.南京工業大學碩士論文;2005，陸小華12、景孔華，康惠寶，王利生，改進PSRK模型預測高分子溶液的活度系數.計算機與應用化學,2005年11期

13、極性物系多組分分離泡點計算，齊魯石油化工，1991（3），208

參考文獻參考文獻14、曾健，胡文勵，一種新的泡點計算方法，天然氣化工，1995，（1）：5215、曾健，胡文勵，露點計算的一種改進[J].天然氣化工(C1化學與化工),1999,(5)16、汪萍，項曙光，一種改進的泡露點計算方法.化工時刊,2004年05期17、李謙,魏奇業,華賁，基于神經網絡的多組分混合物泡露點.計算機及應用.化學工程,2004,參考文獻14、曾健，胡文勵，一種新的泡點計算方法，天然氣化工，19918、王雙成，理想混合物泡點溫度和露點溫度的快速計算方法.河南廣播電視大學學報,2002年01期19、馬志杰，改進的中低壓下泡點、露點和等溫閃蒸編程計算方法.廣州化工,2002年01期20、極性物系多組分分離泡點計算，齊魯石油化工，91（3），20821、三組分平衡閃蒸中的關聯式，石油化工，1993，（3）：170參考文獻18、王雙成，理想混合物泡點溫度和露點溫度的快速計算方法.22、多元平衡閃蒸計算的新方法，石油化工，1988，17（4）：21723、杜英生,李鑫鋼,趙汝文,鄭陵,余國琮.多組元多級絕熱閃蒸過程的研究（Ⅲ）-閃蒸