化工流程模拟实训：Aspen-Plus教程-第7章分离单元模拟PartA

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1、第7章分离单元模拟PartA蒸馏基础知识蒸馏依据蒸馏过程利用均相液体混合物中各组分饱和蒸汽压（或沸点或挥发性）的差异而使各组分得以分离蒸馏基础知识蒸馏过程的分类按操作流程分间歇蒸馏、连续蒸馏按蒸馏方法分简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏按操作压力分常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏按组分数分二元蒸馏、多元蒸馏、复杂蒸馏通过相对挥发度表示的汽液平衡关系蒸馏基础知识在蒸馏分离过程中，系统的温度、压力时刻在发生变化，导致相平衡常数K也在不断变化，给计算过程带来很大不便，为了避免这个问题，考虑能否找出另一参数

2、来表达相平衡关系，而这一参数随着操作条件的变化并不明显挥发度蒸馏基础知识表示物质挥发能力的大小对纯组分：对混合液体：对理想溶液：相对挥发度α蒸馏基础知识定义：混合物中两组分挥发度之比，用来表示挥发能力的差异对二元物系，通常用轻组分的挥发度比上重组分的挥发度低压：理想物系高压：同样适用于低压理想物系相对挥发度表示的相平衡关系蒸馏基础知识二元物系：─以α表示的相平衡方程讨论蒸馏基础知识是衡量组分是否易于分离的标志不能用蒸馏的方法分离α与1.0偏离越大，两组分越易分离01.01.0xyα=1α1α2α

3、3α1<α2<α3α<1时，y

4、为平衡蒸馏操作及流程蒸馏基础知识——蒸馏方式平衡蒸馏相图分析蒸馏基础知识——蒸馏方式t/Cx(y)01.0露点线泡点线xyxF气液两相只有一次相平衡;釜内组分含量x、蒸汽相组成y符合相平衡方程;蒸馏后：x＜xF＜y，有分离作用，但分离程度有限，不能得到高纯度组分。平衡蒸馏是液体的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸馏操作汽、液相组成极限能达到多少？平衡级蒸馏基础知识——精馏原理模型：使原未达到平衡的的汽、液两相接触，两相将向平衡趋近，若接触足够充分、气液充分混合，离开时汽、液两相将达到平衡，此

5、种设备称为一个平衡级一次部分汽化和一次部分冷凝蒸馏基础知识——精馏原理t/Cx(y)01.0yFyxt/Cx(y)01.0xFyxtFtF一次部分汽化一次部分冷凝分析x1＜xF＜y1，一次部分汽化与一次部分冷凝皆有分离作用全部汽化或全部冷凝无分离作用受平衡的限制，一次部分气化与一次部分冷凝分离作用有限，得不到较高纯度产品蒸馏基础知识——精馏原理多次部分汽化和多次部分冷凝流程：xFy1y2y3（冷凝后作为产品yD）x1x1’x2’（冷凝后作为产品xW）x2x3y1’y2’蒸馏基础知识——精馏原

6、理分析①多次部分汽化后：xF＞x１＞x１’＞x２’=xW，液相中重组分得到提浓；多次部分冷凝后：xF＜y１＜y２＜y３=yD，汽相中轻组分得到提浓；t/Cx(y)01.0xFx1x2x3x1’x2’y1y2y3y1’y2’xWyD蒸馏基础知识——精馏原理t/Cx(y)01.0xFx1x2x3x1’x2’y1y2y3y1’y2’xWyD②特点：中间产品多最终产品（xW，yD）收率低设备复杂，能耗高，能量利用不合理如何改善？蒸馏基础知识——精馏原理多次部分汽化和多次部分冷凝的共同实现xFy1y2

7、y3x1x1’x2’x2x3y1’y2’y3’xwxD蒸馏基础知识——精馏原理分析：①多次部分冷凝时，每一级均需要低温高浓的液相回流多次部分汽化时，每一级均需要高温低浓的汽相上升②产品收率提高可得到较纯产品能量利用合理③缺点：设备仍很复杂t/Cx(y)01.0xFx1x2x3x1’x2’y1y2y3y1’y2’xWxD？？？蒸馏基础知识——精馏原理精馏塔料液,xFFeed塔顶产品,xDOverheadproduct塔底产品,xWBottomsproduct液相回流Liquidreflux汽相回

8、流Vaporreflux精馏段Rectifyingsection提馏段Strippingsection再沸器Reboiler冷凝器condenser各参数变化：沿塔自上而下T逐渐升高液相x逐渐减小汽相y逐渐减小蒸馏基础知识——精馏原理蒸馏基础知识——精馏原理塔板上汽、液两相接触良好，完全混合，接触充分，致使汽、液两相在离开该板时达到平衡，则称该板为一块理论板理论板：精馏段和回流的作用蒸馏知识预备——精馏原理将上升汽相中轻组分提浓，最终在塔顶得到合乎要求的轻组分产品提供低温高浓的液相作为精馏介质，