闪蒸计算
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)。
⑤ 利用下式计算汽、液相组成y和x：
yi
成分
K izi
(K i 1) e1
乙烷(1) 0.1512 0.0315
zi xi (K i 1)e 1
丙烷(2) 0.3105 0.1584 丁烷(3) 0.4613 0.5768 戊烷(4) 0.0770 0.2333
汽相组成yi 液相组成xi
闪蒸计算类型
规定变量 p,T p,Q=0 p,Q≠0 p,L(或e) p(或T),V(或e) 闪蒸形式 等温 绝热 非绝热 部分冷凝 部分汽化 输出变量 Q, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q, T(或p), L, yi, xi
图2 部分冷凝
闪蒸计算与泡点及露点计算的关系
原则：Tb < T < Td 闪蒸成立，否则不成立
• 在泡点时，液相组成等于原料组成， 汽化分率等于零； • 在露点时，汽相组成等于原料组成， 汽化分率等于1； • 在闪蒸时，汽液相的组成与总组成 不等，汽相分率在0-1之间。
• 对于一个给定闪蒸罐压力和进料组 成的体系，泡点和露点温度确定了 平衡闪蒸的温度范围。这是用来核 实闪蒸问题是否可以成立的依据。
C个
（4）相平衡常数关联式
Ki fi（p，T，x，y）
对应解的未知数是4ｃ+5个（xi,yi,zi,Ki,F,V,L,P,T)
定义e为料液的汽化率，则
Fzi Lx i Vy i
yi K i xi
联立上述方程，则
i 1,2,...C
计算收敛时，有
分析G(e)函数得出结论 G(e)与e几乎呈线性关系 可应用牛顿切线法求得 方程的解 构造函数：
先设定一个e值，代入下式分别计算出G(e)和G`(e)
z (K 1) G(e) (y i x i ) i i e1 i i (K i 1)
2 z ( K 1 ) i i G、 (e) e 1]2 i [(K i 1)
若G(e)偏离0，用牛顿迭代法的计算迭代式迭代修正e
露点验证：
zi 0.08 0.22 0.53 0.17 1.307 ＞ 1 4.8 1.96 0.8 0.33 i 1 K i
4
可见两者都大于1，说明料液的泡点Tb<82.5℃，
露点Td>82.5 ℃，因此在给定温度和压力下，料液 将分成汽、液两相，属于闪蒸计算问题。
③ 迭代计算料液的汽化率e ：
e(r+1)=e(r)-G(r)/G`(r)
图5 闪蒸计算流程图
闪蒸计算举例
由乙烷(1)、丙烷(2)、正丁烷(3)和正戊烷(4)组
成的料液以500kmol/h的流率加入闪蒸室。闪蒸
室的压力为1.38MPa(13.6atm)，温度为82.5℃。
料液的组成为：
z1 0.08
z 2 0.22
z3 0.53
THANKS
A B
XX大学
我们毕业啦
其实是答辩的标题地方
闪蒸计算
作者：XX
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主要内容
闪蒸过程简介 等温闪蒸过程计算 例题
闪蒸过程
等温闪蒸又称平衡蒸馏，用来对物料进行初步分离。
加热 液体 进料 T,P
闪蒸 罐
图1 闪蒸
部分冷凝过程
部分冷凝过程与等温闪蒸的原理相同，可合 并讨论。
闪蒸 等温闪蒸的计算主要是在既有的参数基础上 部分冷凝 罐 判断闪蒸是否能进行，并获得其他过程参数 T,P 液体 涉及参数有， xi，yi，zi，F，V，L，e，Ki，T，P，Q，HF，HV，hL等 进料
z 4 0.17
试计算汽、液相产品的流率和组成。
① 该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。
利用P-T-K图查得：
K1=4.80，K2=1.96，K3=0.80，K4=0.33 ② 验证料液的泡点和露点： 泡点验证：
i i
K z
i 1
4
4.8 0.08 1.96 0.22 0.8 0.53 0.33 0.17 1.295 ＞ 1
所求e值 其中r是迭代计算次数
0 e→
初值e
图3 G(e)与e的关系曲线
0
e→
开始
e=（T-Tb）/(Td-Tb）
计算xi和yi并归一
闪蒸 计算
判断 闪蒸 能否 成立
输入参数T,P,F,z
计算泡点Tb
计算Ki 计算G(e)
是 G(e)<ε ？ 否 否
Tb>T ? 否 是
计算露点Td
切线法计算
Td<T ? 是 输出并结束 停机
Fzi Lx i Vy i
（2）相平衡—E方程： FH F 此外还有能量衡算
i 1, 2,...C
i 1,2,...C
zi i
1
yi K i xi
Q VH V LH L
3C＋3
C个
（3）摩尔分率加和式归一方程： 3个
x
i 1
C
i
1
yi i
1
C
1
C
1
闪蒸计算类型的异同点
相同点： 都是气化过程，说明可按气化公式计算 气液两相平衡
相当于一块理论板
不同点： 产生气化的原因不同 部分气化或部分冷凝：外界交换热 绝热闪蒸：不与外界换热，焓变为零
可调设计变量不同
气化：除P外还要已知一个条件
绝热闪蒸：给定P，体系就固定了
闪蒸过程的计算方程
（1）物料衡算—M方程： C个
e
( r 1)
e
(r )
G (r ) (r ) G`
e(r 1) e(r )
本例取e的初值为0.1，迭代到e=0.405时，G(e)接近0，
故汽化率为0.405。
④ 计算汽、液相产量V和L：
V = eF = 202.5kmol/h，L = (1-e)F = 297.5kmol/h
yi
成分
K izi
(K i 1) e1
乙烷(1) 0.1512 0.0315
zi xi (K i 1)e 1
丙烷(2) 0.3105 0.1584 丁烷(3) 0.4613 0.5768 戊烷(4) 0.0770 0.2333
汽相组成yi 液相组成xi
闪蒸计算类型
规定变量 p,T p,Q=0 p,Q≠0 p,L(或e) p(或T),V(或e) 闪蒸形式 等温 绝热 非绝热 部分冷凝 部分汽化 输出变量 Q, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi T, V, L, yi, xi Q, T, V, yi, xi Q, T(或p), L, yi, xi
图2 部分冷凝
闪蒸计算与泡点及露点计算的关系
原则：Tb < T < Td 闪蒸成立，否则不成立
• 在泡点时，液相组成等于原料组成， 汽化分率等于零； • 在露点时，汽相组成等于原料组成， 汽化分率等于1； • 在闪蒸时，汽液相的组成与总组成 不等，汽相分率在0-1之间。
• 对于一个给定闪蒸罐压力和进料组 成的体系，泡点和露点温度确定了 平衡闪蒸的温度范围。这是用来核 实闪蒸问题是否可以成立的依据。
C个
（4）相平衡常数关联式
Ki fi（p，T，x，y）
对应解的未知数是4ｃ+5个（xi,yi,zi,Ki,F,V,L,P,T)
定义e为料液的汽化率，则
Fzi Lx i Vy i
yi K i xi
联立上述方程，则
i 1,2,...C
计算收敛时，有
分析G(e)函数得出结论 G(e)与e几乎呈线性关系 可应用牛顿切线法求得 方程的解 构造函数：
先设定一个e值，代入下式分别计算出G(e)和G`(e)
z (K 1) G(e) (y i x i ) i i e1 i i (K i 1)
2 z ( K 1 ) i i G、 (e) e 1]2 i [(K i 1)
若G(e)偏离0，用牛顿迭代法的计算迭代式迭代修正e
露点验证：
zi 0.08 0.22 0.53 0.17 1.307 ＞ 1 4.8 1.96 0.8 0.33 i 1 K i
4
可见两者都大于1，说明料液的泡点Tb<82.5℃，
露点Td>82.5 ℃，因此在给定温度和压力下，料液 将分成汽、液两相，属于闪蒸计算问题。
③ 迭代计算料液的汽化率e ：
e(r+1)=e(r)-G(r)/G`(r)
图5 闪蒸计算流程图
闪蒸计算举例
由乙烷(1)、丙烷(2)、正丁烷(3)和正戊烷(4)组
成的料液以500kmol/h的流率加入闪蒸室。闪蒸
室的压力为1.38MPa(13.6atm)，温度为82.5℃。
料液的组成为：
z1 0.08
z 2 0.22
z3 0.53
THANKS
A B
XX大学
我们毕业啦
其实是答辩的标题地方
闪蒸计算
作者：XX
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主要内容
闪蒸过程简介 等温闪蒸过程计算 例题
闪蒸过程
等温闪蒸又称平衡蒸馏，用来对物料进行初步分离。
加热 液体 进料 T,P
闪蒸 罐
图1 闪蒸
部分冷凝过程
部分冷凝过程与等温闪蒸的原理相同，可合 并讨论。
闪蒸 等温闪蒸的计算主要是在既有的参数基础上 部分冷凝 罐 判断闪蒸是否能进行，并获得其他过程参数 T,P 液体 涉及参数有， xi，yi，zi，F，V，L，e，Ki，T，P，Q，HF，HV，hL等 进料
z 4 0.17
试计算汽、液相产品的流率和组成。
① 该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。
利用P-T-K图查得：
K1=4.80，K2=1.96，K3=0.80，K4=0.33 ② 验证料液的泡点和露点： 泡点验证：
i i
K z
i 1
4
4.8 0.08 1.96 0.22 0.8 0.53 0.33 0.17 1.295 ＞ 1
所求e值 其中r是迭代计算次数
0 e→
初值e
图3 G(e)与e的关系曲线
0
e→
开始
e=（T-Tb）/(Td-Tb）
计算xi和yi并归一
闪蒸 计算
判断 闪蒸 能否 成立
输入参数T,P,F,z
计算泡点Tb
计算Ki 计算G(e)
是 G(e)<ε ？ 否 否
Tb>T ? 否 是
计算露点Td
切线法计算
Td<T ? 是 输出并结束 停机
Fzi Lx i Vy i
（2）相平衡—E方程： FH F 此外还有能量衡算
i 1, 2,...C
i 1,2,...C
zi i
1
yi K i xi
Q VH V LH L
3C＋3
C个
（3）摩尔分率加和式归一方程： 3个
x
i 1
C
i
1
yi i
1
C
1
C
1
闪蒸计算类型的异同点
相同点： 都是气化过程，说明可按气化公式计算 气液两相平衡
相当于一块理论板
不同点： 产生气化的原因不同 部分气化或部分冷凝：外界交换热 绝热闪蒸：不与外界换热，焓变为零
可调设计变量不同
气化：除P外还要已知一个条件
绝热闪蒸：给定P，体系就固定了
闪蒸过程的计算方程
（1）物料衡算—M方程： C个
e
( r 1)
e
(r )
G (r ) (r ) G`
e(r 1) e(r )
本例取e的初值为0.1，迭代到e=0.405时，G(e)接近0，
故汽化率为0.405。
④ 计算汽、液相产量V和L：
V = eF = 202.5kmol/h，L = (1-e)F = 297.5kmol/h