最新化工分离过程课件陈洪钫,刘家祺编第四章多组分多级分离严格计算
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2. 若 xi,W估计较正确 由 xi,W （ 平yi,） W （ 操xi， ） 1 （ 平yi， ） 1 （ 操xi， ） 2
若 yl,nxl,D且yh,nxh,D时， 计算停 n为止 最， 顶板。
二、进料位置的确定
适宜进料位置： 完成分离任务理论板最少的进料位置
操 作 点 N
方法：交替使用操作线、平衡线方程
模型塔：
1 L0 DxLK,D
V
FL
ziF V
L
N -1
N
变量规定：Na=5 饱和液体温度 LK的回收率 HK的回收率 回流比
WxHK,W
最适宜进料位置
操作线方程： yi,j1 VLxi,j VDxi,D yi,j1 VL xi,j -VW xi,W
平衡关系式：
x i,j yy i,ij,j
——设计型计算
Thiele-Geddes法
——设计型计算
电算：
MESH方程的解离法（Amundson-Pontinen方法）
泡点法（BP法）；流率加和法（SR法）
——改进的Amundson-Pontinen方法
Newton-Raphson法：松弛法；等…
返回
第二节 逐板计算法
讨论：1.恒摩尔流
2.用相对挥发度或相平衡常数表示平衡关系
Tj Tj Y N oe T js 为 j板温度
3. 操作线方程
4. 逐板计算
5. 估计值的校核
对LNK组分校核
对 C 4 ： x W 计 0 .00； 0x W 0 估 1 047 校核方法： a.修正 W、D wW l,估wW h,估0.0000114解 7 出 W590.8568 DF-W 解出 D409.1432
习题：
P148 2题
返回
第三节 三对角矩阵法
将MESH方程分成三组：
1.修正M方程 用三对角线矩阵求 表解 示 xi， ，j
2.S方程 求解 Tj；yi，j
3. H方程 求解V（ j Lj）
适用于：
操作型计算
第三节 三对角矩阵法
4.3.1 方程的解离方法和三对角线 矩阵方程的托玛斯解法
4.3.2 泡点法（BP法）
从下向上计算：
(x x h l,,jj)R (x x h l,,jj)S ;(x x h l,,jj 1 1)R (x x h l,,jj 1 1)S
— — j板为进料板，j 1板改换操作线方程
过早的改换操作线方程会导致不合理的 结果：
y
x
三、计算起点的确定
二元精馏： xA,D,xB,W指定后，顶、配 釜已 物确 料定 分 计算起点：塔顶或塔釜
b.重新求xi,D LK: xl,D 40d9l,4估 .132 0.6045 HK：xh,D 40d9h,4.估132 0.02931 LNK：xC4,D 1- xl,D - xh,D 0.3662
c.校核
xLNK,Dx估LN计K-,Dx计LN算K,D计算
0.366-0.3662 0.3662
l ,D 0 .99 h ,W 0 .98
解：
1. 物料衡算
2. 相平衡计算
露点计算：xi
yi, j Ki, j
1
有：(Kl, 方法：
j
)新
Kl,
j
(
yi, j Ki, j
)
设 T j P - T - K 图 K i,j 上 （ K 式 l,j)新 T j T j- T j
0.0005460.01
——满足要求，不用计重算复
否则：按修正的W、D，新的 xi,D , xi,W 重复计算。
一般情况：
l,D较高时 xLN ： ,K D能准确估计 h,W较高时 xH： N,W K能准确估
萃取精馏：被萃取组分在塔釜回收率高， 从釜计算。
共沸精馏：共沸物在塔顶能准确估计， 从顶开始
NF,OP
进料板
j板
进料位置的近似确定法：
R——用精馏段操作计线算方结程果 S——用提馏段操作计线算方结程果
从上向下计算：
(y y h l,,jj)R (y y h l,,jj)S ;(y y h l,,jj 1 1)R (y y h l,,jj 1 1)S — — j板为进料板，j 1板改换操作线方程
化工分离过程课件陈洪 钫,刘家祺编第四章多 组分多级分离严格计算
第四章 多组分多级分离的严格计算 ▪ 第一节 平衡级的理论模型 ▪ 第二节 逐板计算法 ▪ 第三节 三对角矩阵法
我把不同类型分离设备设计 中典型变量规定列在表4—1中， 你可以去查哟！
三、求解
手算：
源自文库
Lewis-Matheson法
多元精馏： xl,D,xh,W指定后，顶、配 釜未 物确 料定 分
计算起点：从物料分配 误差小的一端开始
例1.无轻组分（LNK）的精馏
AB
A（LK） B（HK） C D
ABCD
讨论：若C只有99%的进入塔釜
对wC: 109-099910% 0 1% 对dC: 01-110% 0 10% 0
计算起点：塔釜
例2.无重组分（HNK）的精馏
A B C （LK） D （HK）
ABCD
计算起点：塔顶
CD
例3. LNK和HNK都有的精馏
A B （LK） C （HK） D
ABC
计算起点：从顶
或釜分别计算，进
料板契合。
BCD
四、校核和修正
计算起点由估计值确定，估计值稍 有误差，会对逐板计算影响很大，一轮 计算后，要用非关键组分校核和修正。
返回
4.3.1 方程的解离方法和三对角线矩 阵方程的托玛斯解法
一、方程的解离
1.将 G iE ,j代G i入 M ,j方程， yi 消去 Lj-1xi,j-1V j1K i,j1xi,j1F jzi,j-(LjU j)xi,j
i,r i,r
yi,j i,ir,r x x i,ir,r
yi,jKi,jxi,j
一、逐板计算法
当然是逐板!
喂,你怎么计算?
1. 若xi,D估计较正确 由xi,D yi， 1 （ 平）xi， 1 （ 操）yi，2 （ 平）xi，2
若xh,n xh,W 且xl,n xl,W时， 计算停止n为 ，最底板（再沸器）
若从上向下计算完成后，用LNK校核：
若： xLN,D K估计 -xLN,D K计算
xLN,D K计算
则要修正 0， .01取
例4—1 求N，进料位置
L0 D
200kPa
F 10 k0 m /h 0o 0l
z iF C 4 0 . 15 C 5 0 . 25 C 6 0 . 60
W
L0 D
1
要求：
若 yl,nxl,D且yh,nxh,D时， 计算停 n为止 最， 顶板。
二、进料位置的确定
适宜进料位置： 完成分离任务理论板最少的进料位置
操 作 点 N
方法：交替使用操作线、平衡线方程
模型塔：
1 L0 DxLK,D
V
FL
ziF V
L
N -1
N
变量规定：Na=5 饱和液体温度 LK的回收率 HK的回收率 回流比
WxHK,W
最适宜进料位置
操作线方程： yi,j1 VLxi,j VDxi,D yi,j1 VL xi,j -VW xi,W
平衡关系式：
x i,j yy i,ij,j
——设计型计算
Thiele-Geddes法
——设计型计算
电算：
MESH方程的解离法（Amundson-Pontinen方法）
泡点法（BP法）；流率加和法（SR法）
——改进的Amundson-Pontinen方法
Newton-Raphson法：松弛法；等…
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第二节 逐板计算法
讨论：1.恒摩尔流
2.用相对挥发度或相平衡常数表示平衡关系
Tj Tj Y N oe T js 为 j板温度
3. 操作线方程
4. 逐板计算
5. 估计值的校核
对LNK组分校核
对 C 4 ： x W 计 0 .00； 0x W 0 估 1 047 校核方法： a.修正 W、D wW l,估wW h,估0.0000114解 7 出 W590.8568 DF-W 解出 D409.1432
习题：
P148 2题
返回
第三节 三对角矩阵法
将MESH方程分成三组：
1.修正M方程 用三对角线矩阵求 表解 示 xi， ，j
2.S方程 求解 Tj；yi，j
3. H方程 求解V（ j Lj）
适用于：
操作型计算
第三节 三对角矩阵法
4.3.1 方程的解离方法和三对角线 矩阵方程的托玛斯解法
4.3.2 泡点法（BP法）
从下向上计算：
(x x h l,,jj)R (x x h l,,jj)S ;(x x h l,,jj 1 1)R (x x h l,,jj 1 1)S
— — j板为进料板，j 1板改换操作线方程
过早的改换操作线方程会导致不合理的 结果：
y
x
三、计算起点的确定
二元精馏： xA,D,xB,W指定后，顶、配 釜已 物确 料定 分 计算起点：塔顶或塔釜
b.重新求xi,D LK: xl,D 40d9l,4估 .132 0.6045 HK：xh,D 40d9h,4.估132 0.02931 LNK：xC4,D 1- xl,D - xh,D 0.3662
c.校核
xLNK,Dx估LN计K-,Dx计LN算K,D计算
0.366-0.3662 0.3662
l ,D 0 .99 h ,W 0 .98
解：
1. 物料衡算
2. 相平衡计算
露点计算：xi
yi, j Ki, j
1
有：(Kl, 方法：
j
)新
Kl,
j
(
yi, j Ki, j
)
设 T j P - T - K 图 K i,j 上 （ K 式 l,j)新 T j T j- T j
0.0005460.01
——满足要求，不用计重算复
否则：按修正的W、D，新的 xi,D , xi,W 重复计算。
一般情况：
l,D较高时 xLN ： ,K D能准确估计 h,W较高时 xH： N,W K能准确估
萃取精馏：被萃取组分在塔釜回收率高， 从釜计算。
共沸精馏：共沸物在塔顶能准确估计， 从顶开始
NF,OP
进料板
j板
进料位置的近似确定法：
R——用精馏段操作计线算方结程果 S——用提馏段操作计线算方结程果
从上向下计算：
(y y h l,,jj)R (y y h l,,jj)S ;(y y h l,,jj 1 1)R (y y h l,,jj 1 1)S — — j板为进料板，j 1板改换操作线方程
化工分离过程课件陈洪 钫,刘家祺编第四章多 组分多级分离严格计算
第四章 多组分多级分离的严格计算 ▪ 第一节 平衡级的理论模型 ▪ 第二节 逐板计算法 ▪ 第三节 三对角矩阵法
我把不同类型分离设备设计 中典型变量规定列在表4—1中， 你可以去查哟！
三、求解
手算：
源自文库
Lewis-Matheson法
多元精馏： xl,D,xh,W指定后，顶、配 釜未 物确 料定 分
计算起点：从物料分配 误差小的一端开始
例1.无轻组分（LNK）的精馏
AB
A（LK） B（HK） C D
ABCD
讨论：若C只有99%的进入塔釜
对wC: 109-099910% 0 1% 对dC: 01-110% 0 10% 0
计算起点：塔釜
例2.无重组分（HNK）的精馏
A B C （LK） D （HK）
ABCD
计算起点：塔顶
CD
例3. LNK和HNK都有的精馏
A B （LK） C （HK） D
ABC
计算起点：从顶
或釜分别计算，进
料板契合。
BCD
四、校核和修正
计算起点由估计值确定，估计值稍 有误差，会对逐板计算影响很大，一轮 计算后，要用非关键组分校核和修正。
返回
4.3.1 方程的解离方法和三对角线矩 阵方程的托玛斯解法
一、方程的解离
1.将 G iE ,j代G i入 M ,j方程， yi 消去 Lj-1xi,j-1V j1K i,j1xi,j1F jzi,j-(LjU j)xi,j
i,r i,r
yi,j i,ir,r x x i,ir,r
yi,jKi,jxi,j
一、逐板计算法
当然是逐板!
喂,你怎么计算?
1. 若xi,D估计较正确 由xi,D yi， 1 （ 平）xi， 1 （ 操）yi，2 （ 平）xi，2
若xh,n xh,W 且xl,n xl,W时， 计算停止n为 ，最底板（再沸器）
若从上向下计算完成后，用LNK校核：
若： xLN,D K估计 -xLN,D K计算
xLN,D K计算
则要修正 0， .01取
例4—1 求N，进料位置
L0 D
200kPa
F 10 k0 m /h 0o 0l
z iF C 4 0 . 15 C 5 0 . 25 C 6 0 . 60
W
L0 D
1
要求：