化工原理_34精馏过程的节能途径
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4.每批精馏所需的时间
确定xW和 R 的关系
积分求出 nV 则
nV qn,V
汽化速率 kmol/h
练 习 题 目
x D yq yq xq ( xq xW e)
Rmin
R (1.1 ~ 2) Rmin
恒 xD 下间歇精馏时理论板层数的确定
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
2.确定xW和 R 的关系 若已知精 馏过程某一时 刻下釜液组成 xW1，对应的 R 可采用试差作 图的方法求得。 恒 xD下间歇精馏时R和xW的关系
二、精馏过程的节能途径
原料预热回收精馏过程的热能
二、精馏过程的节能途径
原料预热回收精馏过程的热能
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能
9.5.8 精馏过程的操作型计算与调节
精馏过程的操作型计算与调节(自学)
自学提纲 ① 了解影响精馏操作的主要因素。
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
3.物料衡算 设
d 时间内
溶液的汽化量为 d nV kmol 馏出液量为 d nD kmol 瞬间的回流比为 R
则
dnV ( R 1)dnD
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
每批操作中任一瞬间前馏出液量
xF xW nD nF xD xW
微分得
( xF xD ) dnD nF dxW 2 ( xD xW )
二、精馏过程的节能途径
2.降低塔釜操作温度 塔压降△P 示例
～ 釜温tW
～
能耗
采用高效塔填料代替原有塔板，降低塔压降
二、精馏过程的节能途径
3.热泵精馏 将塔顶蒸汽绝热压缩升温，作为再沸器的热源， 将再沸器中的液体部分汽化，而压缩气体本身冷凝 成液体，经节流阀后一部分作为塔顶产品采出，另 一部分作为塔顶回流液。
2.确定xD ～ xW 的关系 因操作过 程中回流比不 变，各个瞬间 的操作线斜率 都相同，各操 作线为彼此平 行的直线。 恒R下间歇精馏时xD和xW的关系
一、恒 R 下间歇精馏的计算
3.物料衡算 恒回流比间歇精馏的物料衡算关系与简单蒸馏 的物料衡算关系类似。
xF dx nF ln xW y x nW
间歇精馏曲线作用
指导试车和生产 对精馏过程进行分析
四、间歇精馏与连续精馏的比较
多组分（ n 个组分）混合物分离 比较项目 塔数 塔径 流程 能耗 劳动强度 间歇精馏 1 大 短 高 大 连续精馏 n-1 小 长 低 小
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.6 间歇精馏 9.6.1 间歇精馏概述 9.6.2 间歇精馏计算
二、精馏过程的节能途径
1.精馏塔；2.压缩机 3.再沸器；4.节流阀
热泵精馏技术
二、精馏过程的节能途径
4.多效精馏 将几个精馏塔串联，操作压力依次降低，前一 精馏塔的塔顶蒸汽作为后一精馏塔的再沸器的加热 介质，故除两端精馏塔外，中间的精馏塔不需从外 界引入加热和冷却介质。
二、精馏过程的节能途径
馏出液的 平均组成
一、恒 R 下间歇精馏的计算
5.每批精馏所需的时间
每批操 作的馏 出量 kmol
每批操作的汽化量
nV ( R 1)nD
每批操作所需的时间
nV qn,V
汽化速率 kwk.baidu.comol/h
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
1.确定理论塔板层数 计算基准：终态 最小回流比 操作回流比 馏出液组成 xD 釜液组成 xWe
② 了解操作型计算与设计型计算的区别。
③ 了解精馏过程的控制与调节。
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.6 间歇精馏 9.6.1 间歇精馏概述
一、间歇精馏的特点与操作方式
1.间歇精馏的特点
间歇精馏特点
～ xD
xW tD tW
非稳态操作过程 只有精馏段
操作灵活、适应性强
一、间歇精馏的特点与操作方式
qn , D qn , F qn , F qn , F
p1 > p2 > p3 t1 > t2 > t3
qn,W
qn , D
qn,W
qn, D qn,W
多效精馏技术
二、精馏过程的节能途径
5.原料预热 将原料预热可回收精馏过程的热能，减少精馏 过程的能耗。原料预热有两种流程：
用塔顶蒸气预热原料 用塔釜采出液预热原料
xF dxW nF ln xWe x x nWe D W
简单蒸馏过程 物料衡算关系 恒 R 下间歇蒸馏 过程物料衡算关系
一、恒 R 下间歇精馏的计算
4.馏出液平均组成 xDm计算 由
nD nF nW
nD xDm nF xF nW xW
联立得
xDm
nF xF nW xW nF nW
第九章 蒸 馏
3.5 两组分连续精馏的计算 3.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能
一、连续精馏装置的热量衡算
二、精馏过程的节能途径
1.减小操作回流比
qn, L、qn,V qn, L、qn,V
R R
示例
～
～
～ 能耗
NT
～ NP一定，需提高ET
采用高性能新型塔板代替原有塔板，提高效率 采用高效塔填料代替原有塔板，提高效率
一、恒 R 下间歇精馏的计算
1.确定理论塔板层数 计算基准：初态 馏出液组成 xD1 釜液组成 xW1 (xF)
最小回流比
Rmin
xD1 yq yq xq
( xq xF )
操作回流比
R (1.1 ~ 2) Rmin
恒 R 下间歇精馏时理论板层数的确定
一、恒 R 下间歇精馏的计算
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
代入得
( R 1) dn V n F ( x D x F ) dx W 2 (x D x W )
对应釜液组成xW的汽化总量
nV
nV 0
dnV nF ( xD xF )
xF
xWe
( R 1) dx 2 W ( xD xW )
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
2.间歇精馏的操作方式
间歇精馏操作方式
馏出液组成恒定
xD恒定
R 恒定
～R ～ xD
回流比恒定
二、间歇精馏的应用场合
间歇精馏适用场合
所分离的原料是分批获得的 分离的原料多变 原料种类多变 原料组成多变 多组分混合物的分离
三、间歇精馏曲线
间歇精馏曲线形式
馏出液组成 ～ 精馏时间 塔顶温度 ～ 精馏时间
确定xW和 R 的关系
积分求出 nV 则
nV qn,V
汽化速率 kmol/h
练 习 题 目
x D yq yq xq ( xq xW e)
Rmin
R (1.1 ~ 2) Rmin
恒 xD 下间歇精馏时理论板层数的确定
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
2.确定xW和 R 的关系 若已知精 馏过程某一时 刻下釜液组成 xW1，对应的 R 可采用试差作 图的方法求得。 恒 xD下间歇精馏时R和xW的关系
二、精馏过程的节能途径
原料预热回收精馏过程的热能
二、精馏过程的节能途径
原料预热回收精馏过程的热能
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能
9.5.8 精馏过程的操作型计算与调节
精馏过程的操作型计算与调节(自学)
自学提纲 ① 了解影响精馏操作的主要因素。
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
3.物料衡算 设
d 时间内
溶液的汽化量为 d nV kmol 馏出液量为 d nD kmol 瞬间的回流比为 R
则
dnV ( R 1)dnD
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
每批操作中任一瞬间前馏出液量
xF xW nD nF xD xW
微分得
( xF xD ) dnD nF dxW 2 ( xD xW )
二、精馏过程的节能途径
2.降低塔釜操作温度 塔压降△P 示例
～ 釜温tW
～
能耗
采用高效塔填料代替原有塔板，降低塔压降
二、精馏过程的节能途径
3.热泵精馏 将塔顶蒸汽绝热压缩升温，作为再沸器的热源， 将再沸器中的液体部分汽化，而压缩气体本身冷凝 成液体，经节流阀后一部分作为塔顶产品采出，另 一部分作为塔顶回流液。
2.确定xD ～ xW 的关系 因操作过 程中回流比不 变，各个瞬间 的操作线斜率 都相同，各操 作线为彼此平 行的直线。 恒R下间歇精馏时xD和xW的关系
一、恒 R 下间歇精馏的计算
3.物料衡算 恒回流比间歇精馏的物料衡算关系与简单蒸馏 的物料衡算关系类似。
xF dx nF ln xW y x nW
间歇精馏曲线作用
指导试车和生产 对精馏过程进行分析
四、间歇精馏与连续精馏的比较
多组分（ n 个组分）混合物分离 比较项目 塔数 塔径 流程 能耗 劳动强度 间歇精馏 1 大 短 高 大 连续精馏 n-1 小 长 低 小
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.6 间歇精馏 9.6.1 间歇精馏概述 9.6.2 间歇精馏计算
二、精馏过程的节能途径
1.精馏塔；2.压缩机 3.再沸器；4.节流阀
热泵精馏技术
二、精馏过程的节能途径
4.多效精馏 将几个精馏塔串联，操作压力依次降低，前一 精馏塔的塔顶蒸汽作为后一精馏塔的再沸器的加热 介质，故除两端精馏塔外，中间的精馏塔不需从外 界引入加热和冷却介质。
二、精馏过程的节能途径
馏出液的 平均组成
一、恒 R 下间歇精馏的计算
5.每批精馏所需的时间
每批操 作的馏 出量 kmol
每批操作的汽化量
nV ( R 1)nD
每批操作所需的时间
nV qn,V
汽化速率 kwk.baidu.comol/h
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
1.确定理论塔板层数 计算基准：终态 最小回流比 操作回流比 馏出液组成 xD 釜液组成 xWe
② 了解操作型计算与设计型计算的区别。
③ 了解精馏过程的控制与调节。
第九章 蒸 馏
9.5 两组分连续精馏的计算 9.6 间歇精馏 9.6.1 间歇精馏概述
一、间歇精馏的特点与操作方式
1.间歇精馏的特点
间歇精馏特点
～ xD
xW tD tW
非稳态操作过程 只有精馏段
操作灵活、适应性强
一、间歇精馏的特点与操作方式
qn , D qn , F qn , F qn , F
p1 > p2 > p3 t1 > t2 > t3
qn,W
qn , D
qn,W
qn, D qn,W
多效精馏技术
二、精馏过程的节能途径
5.原料预热 将原料预热可回收精馏过程的热能，减少精馏 过程的能耗。原料预热有两种流程：
用塔顶蒸气预热原料 用塔釜采出液预热原料
xF dxW nF ln xWe x x nWe D W
简单蒸馏过程 物料衡算关系 恒 R 下间歇蒸馏 过程物料衡算关系
一、恒 R 下间歇精馏的计算
4.馏出液平均组成 xDm计算 由
nD nF nW
nD xDm nF xF nW xW
联立得
xDm
nF xF nW xW nF nW
第九章 蒸 馏
3.5 两组分连续精馏的计算 3.5.7 连续精馏装置的热量衡算与节能
一、连续精馏装置的热量衡算
二、精馏过程的节能途径
1.减小操作回流比
qn, L、qn,V qn, L、qn,V
R R
示例
～
～
～ 能耗
NT
～ NP一定，需提高ET
采用高性能新型塔板代替原有塔板，提高效率 采用高效塔填料代替原有塔板，提高效率
一、恒 R 下间歇精馏的计算
1.确定理论塔板层数 计算基准：初态 馏出液组成 xD1 釜液组成 xW1 (xF)
最小回流比
Rmin
xD1 yq yq xq
( xq xF )
操作回流比
R (1.1 ~ 2) Rmin
恒 R 下间歇精馏时理论板层数的确定
一、恒 R 下间歇精馏的计算
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
代入得
( R 1) dn V n F ( x D x F ) dx W 2 (x D x W )
对应釜液组成xW的汽化总量
nV
nV 0
dnV nF ( xD xF )
xF
xWe
( R 1) dx 2 W ( xD xW )
二、恒 xD 下间歇精馏的计算
2.间歇精馏的操作方式
间歇精馏操作方式
馏出液组成恒定
xD恒定
R 恒定
～R ～ xD
回流比恒定
二、间歇精馏的应用场合
间歇精馏适用场合
所分离的原料是分批获得的 分离的原料多变 原料种类多变 原料组成多变 多组分混合物的分离
三、间歇精馏曲线
间歇精馏曲线形式
馏出液组成 ～ 精馏时间 塔顶温度 ～ 精馏时间