《化工分离工程》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 多组分精馏

3.2多组分精馏过程3.2.1多组分精馏过程分析3.2.2最小回流比3.2.3最少理论塔板数和组分分配3.2.4实际回流比和理论板数3.2.5多组分精馏的简捷计算方法

1 3.2 多组分精馏过程 3.2.1 多组分精馏过程分析 3.2.2 最小回流比 3.2.3 最少理论塔板数和组分分配 3.2.4 实际回流比和理论板数 3.2.5 多组分精馏的简捷计算方法

3.2.1多组分精馏过程分析多组分精馏过程分析就是分析精馏塔内的温度流率和浓度分布。一、关键组分（KeyComponents）FN,=串级数(2)十分配器(1)+侧线采出（0)+传热单元（2)余下的2个可调已被指定的可调变量：设计变量往往用（1）进料位置；（2）回流比；来指定组分在馏（3）全凝器饱和液体回流或冷凝出液和釜液中的器的传热面积或馏出液温度。浓度

2 3.2.1 多组分精馏过程分析 一、关键组分（Key Components） 多组分精馏过程分析就是分析精馏塔内的温度、 流率和浓度分布。 N F a =串级数(2)＋分配器(1) ＋侧线采出(0)＋传热单元(2) = 5 已被指定的可调变量： （1）进料位置；（2）回流比； （3）全凝器饱和液体回流或冷凝 器的传热面积或馏出液温度。 余下的2个可调 设计变量往往用 来指定组分在馏 出液和釜液中的 浓度

对于两组分精罐，指定馏出液中一个组分的浓度就确定了馏出液的全部组成：指定釜液中一个组分的浓度，也就确定了釜液的全部组成。对于多组分精馏，待定设计变量数仍是2，所以只能指定两个组分的浓度，其他组分的浓度则相应确定。由设计者指定分离要求的这2个组分称为关键组分。相对易挥发的组分称为轻关键组分（LK）相对不易挥发的组分称为重关键组分（HK）轻非关键组分（LNK），轻组分轻关键组分(LK)多组分精馏物系组成：中间组分重关键组分（HK）重非关键组分（HNK），重组分

3 对于两组分精馏，指定馏出液中一个组分的浓度， 就确定了馏出液的全部组成；指定釜液中一个组分 的浓度，也就确定了釜液的全部组成。 对于多组分精馏，待定设计变量数仍是2，所以 只能指定两个组分的浓度，其他组分的浓度则相应 确定。 由设计者指定分离要求的这2个组分称为关键 组分。 相对易挥发的组分称为轻关键组分（LK）， 相对不易挥发的组分称为重关键组分（HK）。 多组分精馏物系组成： 轻非关键组分（LNK），轻组分 轻关键组分（LK） 中间组分 重关键组分（HK） 重非关键组分（HNK），重组分

根据组分是否在精馏塔的两端都出现可分为分配组分和非分配组分清晰分割：馏出液中除了重关键组分之外，没有其它重组分；釜液中除了轻关键组分之外，没有其它轻组分

4 根据组分是否在精馏塔的两端都出现， 可分为分配组分和非分配组分。 清晰分割： 馏出液中除了重关键组分之外，没有其它 重组分； 釜液中除了轻关键组分之外，没有其它 轻组分

二、多组分精馏过程特性对于二组分精馏，设计变量被确定后，可从任一端出发，作逐板计算，无需试差。对于多组分精馏，由于不能指定全部组成，所以需先假设一端的组成，再通过反复试差求解。下面通过实例分别对二组分精馏和多组分精馏过程分析进行比较

5 二、多组分精馏过程特性 对于二组分精馏，设计变量被确定后，可从任一 端出发，作逐板计算，无需试差。 对于多组分精馏，由于不能指定全部组成，所以 需先假设一端的组成，再通过反复试差求解。 下面通过实例分别对二组分精馏和多组分精馏 过程分析进行比较

二组分精馏实例：苯一甲苯[o/o32蒸汽1液体380甲苯的沸点=383.7K370M360苯的沸点=353.15K3501.00.8询护食道晟秘晶德0.6最电保画影麻味容0.4进料耳市纸点0.225理0734元689510111213（塔釜）理论塔板数（塔顶）出图3-1二组分精馏流率、温度、浓度分布6

6 二组分精馏实例：苯－甲苯 图3-1 二组分精馏流率、温度、浓度分布

三组分精馏实例：苯（LK）一甲苯（HK）一异丙苯液果海平1.5真果凉雄盼瓶陶小恒摩尔流美妈身婴有美130建联城湖出渡中，央道福120（4/lo）/对多尚费证0./1101.0婚指汽100汽恒摩尔流90液0.580C81012141618C18R246R246810121416塔板序号塔板序号图3-3三组分精馏温度分布图3-2三组分精馏流量分布

7 三组分精馏实例：苯(LK)－甲苯(HK)－异丙苯 图3-2 三组分精馏流量分布 图3-3 三组分精馏温度分布

四组分精馏实例：苯一甲苯（LK)一二甲苯（HK)-异丙苯1.0甲苯（LK)上8国道干由文鞋二甲苯（HK）莲物建人财X0.5拉异丙苯（HNK）A萌食睡费关联电最购全园酒苯（LNK)R610812141618C3塔板序号图3-6四组分精馏液相组成分布

8 四组分精馏实例：苯－甲苯(LK)－二甲苯(HK)-异丙苯 图3-6 四组分精馏液相组成分布

多组分精馏与二组分精留在含量分布上的区别：(1)关键组分含量存在极大值：(2)非关键组分通常是非分配的，即重组分通常仅出现在釜液中，轻组分仅出现在馏出液中（3）重、轻非关键组分分别在进料板下、上形成几乎恒浓的区域(4)全部组分均存在于进料板上，但进料板含量不等于进料含量

9 多组分精馏与二组分精馏在含量分布上的区别： （1）关键组分含量存在极大值； （2）非关键组分通常是非分配的， 即重组分通常仅出现在釜液中， 轻组分仅出现在馏出液中； （3）重、轻非关键组分分别在进料板下、上 形成几乎恒浓的区域； （4）全部组分均存在于进料板上，但进料板 含量不等于进料含量

精馏过程的内在规律：在精馏塔中，温度分布主要反映物流的组成，而总的级间流量分布则主要反映了热衡算的限制。10

10 精馏过程的内在规律： 在精馏塔中，温度分布主要反映物 流的组成，而总的级间流量分布则 主要反映了热衡算的限制