第三章 3.4 多组分精馏2

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1、课堂练习列出计算最小理论板数及计算非关键组分分配的Fenske方程形式列出计算最小回流比的Underwood方程列出计算实际理论级数的Gilliland方程列出计算进料级位置的Kirkbride方程列出多组分精馏简捷计算法（FUG法）的程序框图上节课内容回顾一些基本概念：关键组分、分配组分和非分配组分、清晰分割、最小回流比、最小理论板数精馏塔塔压估算(下页图)Fenske方程塔压估算4第三章气液传质分离过程3.2多组分精馏多组分精馏过程分析一些基本概念塔压选择、计算最小理论塔板数及组分分配：Fenske方程最小回流比：Underwood方程实际回流比与理论板数：

2、Gilliland图计算进料级位置：Kirkbride方程多组分精馏塔的简捷计算方法5五、最小回流比（Rmin）:Underwood方程1.二元精馏：最小回流比下，出现1个恒浓区或称夹点。典型理想体系，夹点位于进料级二元精馏恒浓区典型非理想体系，夹点位于进料级以上72.多组分精馏中的夹点位置（1）轻、重组分均为非分配组分重组分恒浓区轻组分恒浓区重组分恒浓区轻组分恒浓区重组分恒浓区轻组分恒浓区重组分恒浓区轻组分恒浓区（4）轻、重组分均为分配组分(allcomponentsdistributed)（2）重组分为非分配组分，轻组分为分配组分（3）重组分为分配组分,轻组

3、分非为分配组分有两个“夹点”少见83.Underwood方程：计算Rmin假设：1、各组分相对挥发度是常数2、塔内汽液相流率为恒摩尔流（3-3b)（3-3a)3.Underwood方程：计算Rmin首先，用试差法解出式（3-3b）中的θ值。分配组分只有轻重关键组分两个时，则θ只有一个，且αH,r<θ<αL,r。分配组分不止轻重关键组分时，则有m个θ值，m比分配组分数小1。且θ位于分配组分的两个相邻相对挥发度之间。实际计算中，xi,D常近似用全回流条件下的馏出液的组成4.Underwood方程另一应用计算最小回流比下非关键组分分配的Underwood方程J.D.S

4、eader,ErnestJ.Henley.朱开宏,吴俊生译.分离过程原理.上海:华东理工大学出版社,200711不同回流比下组分分配比与相对挥发度的关系（相对挥发度与组成关系不大，且不同组分塔板效率相同）1－全回流；2－高回流比(~5Rm)；3－低回流比(~1.1Rm)；4－最小回流比例1计算最小回流比解题思路求出馏出液组成（清晰分割、物料衡算）计算相对挥发度（计算顶温、釜温、进料温度相对挥发度）计算θ计算Rmin六、实际回流比与理论板数：Gilliland图最小理论板数(Nmin)和最小回流比(Rmin)是两个极限条件，它们确定了塔板数和操作回流比的允许范围

5、，有助于选择特定的操作条件。回流比影响操作费用理论板数影响精馏塔设备投资N↑R↓151、实际回流比Rop=1.05~1.1Rmin众多研究发现：当RRop，总费用随R的减小而急剧增加当RRop，总费用随R的增大而增加故通常取R=1.2~1.5Rmin一般取R=1.3Rmin操作费设备费总费用刘志伟.回流比对操作费和设备费的影响.现代化工.1997(3):34~36R↑=>N↓塔径、再沸器、冷凝器增大2、理论板数求理论板数常用的经验方法Gilliland图适用于相对挥发度变化不大的情况Erbar和Maddox图适用于非理想性较大的情况17图3-9Gillil

6、and图图3-10Erbar-Mddox图例3-5p79~80Rm/(Rm+1)=0.2832R/(R+1)=0.3723Erbar和Maddox图使用方法例2根据例1，计算R=1.3Rmin时的理论板数N解题思路根据例1求出的相对挥发度及馏出液、釜液组成，用Fenske方程求出最小理论板数再用Fenske方程校核馏出液及釜液组成根据例1计算出的Rmin，用Gilliland图求解理论板数N21七、计算进料级位置：Kirkbride方程NR——精馏段理论板数NS——提留段理论板数例3根据例2计算结果，计算进料板位置23八、多组分精馏塔的简捷计算方法——FUG法2

7、4简捷法应用场合初步设计和经验估算。操作参数寻优（适宜操作参数的确定）。合理的分离顺序的确定。严格计算中设计变量数值和迭代变量的初值的提供。当相平衡数据不够充分时，未必比严格计算准确度差。25馏出液和釜液中组分分配的规定方式①给定LK、HK在塔顶和塔釜的回收率，用Fenskeeq.、Underwoodeq.和物料衡算直接计算。②给定LK、HK在塔顶和塔釡的含量，且LK、HK相对挥发度相邻，先按清晰分割进行物料衡算，若校核合理，则得到LK和HK的回收率；若不合理，则试差计算，直至得到合理物料分配。③给定LK、HK在塔顶和塔釡的含量，但LK、HK相对挥发度不相邻，先

8、设定LK、HK的回收率初