北京化工大学：《化工原理》课程教学资源（专题讲稿）精馏计算与现代塔器技术

精馏计算与现代塔器技术 李群生 北京化工大学 传质与分离工程研究中心

精馏计算与现代塔器技术 李群生 北京化工大学 传质与分离工程研究中心

第一部分精馏计算 ◆精馏计算主要包括：精馏工艺计算，即通过精 馏过程的物料平衡和相平衡，计算得到达到分 离要求时所需要的塔板数和回流比；根据回流 比和生产能力要求，计算塔内各处的汽液流 量、密度、焓值等；根据这些负荷数据，并且 根据各类塔器（塔板、填料）的允许负荷数 据，进一步计算塔径，并对塔板上开孔分布进 行排列；确定塔的各部分几何结构

精馏计算主要包括：精馏工艺计算，即通过精 馏过程的物料平衡和相平衡，计算得到达到分 离要求时所需要的塔板数和回流比；根据回流 比和生产能力要求，计算塔内各处的汽液流 量、密度、焓值等；根据这些负荷数据，并且 根据各类塔器（塔板、填料）的允许负荷数 据，进一步计算塔径，并对塔板上开孔分布进 行排列；确定塔的各部分几何结构 第一部分 精馏计算

◆ 多组分精馏的简捷计算 ◆复杂精馏的简捷计算 ◆复杂精馏的现代电子计算机 计算

多组分精馏的简捷计算 复杂精馏的简捷计算 复杂精馏的现代电子计算机 计算

§1多组分精馏的简捷计算法 ◆《化工原理》课上所讲的一般是双组 分、无侧线采出的简单精馏计算 ◆实际精馏过程常常是多组分，多侧线精 馏塔 ◆当所处理物系的一些基础数据不完整 或不够精确时 ◆在为初步设计选择方案、严格计算提 供必要的初始条件时需要进行多组分 精馏的简捷计算

§1 多组分精馏的简捷计算法 《化工原理》课上所讲的一般是双组 分、无侧线采出的简单精馏计算 实际精馏过程常常是多组分,多侧线精 馏塔 当所处理物系的一些基础数据不完整 或不够精确时 在为初步设计选择方案、严格计算提 供必要的初始条件时需要进行多组分 精馏的简捷计算

§1多组分精榴的简捷计算法 ◆首先根据工艺要求选好轻重关键部 分：轻关键组分是指在塔釜液中，该 组分浓度要有严格限制，并在进料中 比该组分还轻的组分的绝大部分应在 塔顶馏出液中采出。重关键组分是指 在塔顶馏出液中该组分的浓度要有严 格限制，并在进料液中比该组分还重 的组分及该组分的绝大部分在塔釜液 采出

§1 多组分精馏的简捷计算法 首先根据工艺要求选好轻重关键部 分：轻关键组分是指在塔釜液中，该 组分浓度要有严格限制，并在进料中 比该组分还轻的组分的绝大部分应在 塔顶馏出液中采出。重关键组分是指 在塔顶馏出液中该组分的浓度要有严 格限制，并在进料液中比该组分还重 的组分及该组分的绝大部分在塔釜液 采出

1.1清晰分割法 清晰分割法是最简单多组分精馏计算方法 ◆1.1.1 物料衡算 F=W+D F.ZF=W.Xwi+D.Xdi ◆1.1. 2yZ+D D 'L+D X的 山 五- 五-

1. 1清晰分割法 1.1.1 物料衡算 F ＝ W ＋ D F`ZFi=W`Xwi ＋ D`Xdi 1.1.2 精馏塔操作线方程 清晰分割法是最简单多组分精馏计算方法

1.2芬斯克法计算Nmix ◆在全回流下得到芬斯克公式，给 出了Nm、ar、xi的关系 g()n(). Nm十l= X; gair

1.2 芬斯克法计算Nmix 在全回流下得到芬斯克公式，给 出了Nm 、 αir 、xi的关系 ir w i r D r i m a x x x x N lg lg( ) · 1 1 （ ） ＋ ＝

1.3恩德伍德法计算Rmix ◆利用两段恒浓区的概念，恩德伍德 推导出两个联立求取最小回流比的 公式 i术时 2:一日 =Rw+1 无 还x明 =1-

1. 3 恩德伍德法计算Rmix 利用两段恒浓区的概念，恩德伍德 推导出两个联立求取最小回流比的 公式

1.4确定进料板位置 ◆芬斯克公式计算最少理论塔板数，即 能用于全塔，也能单独用于精馏段或 提馏段，从而可求得适宜的进料位置 ◆用于精馏段 n=lg(马).()，/lau] lg()n(), ◆用于全塔 Nm十l= 1g air

1.4 确定进料板位置 芬斯克公式计算最少理论塔板数，即 能用于全塔，也能单独用于精馏段或 提馏段，从而可求得适宜的进料位置 用于精馏段 用于全塔 ir w i r D r i m a x x x x N lg lg( ) · 1 1 （ ） ＋ ＝

5、简捷法计算理论板数 ◆吉利兰根据对Rm、R、Nm、N及四者之间 的关系进行的研究，由实验结果总结了 一 种经验关联式，即吉利兰图。 S-Sm ◆图中横坐标为 R-Rm ，纵坐标为 S+1 R+1 Sm=Nm+1 而S=N+1 ◆从图中的Rm、R、Nm、 N关系中得到R、N。 0.0102

5、简捷法计算理论板数 吉利兰根据对Rm、R、Nm、N及四者之间 的关系进行的研究，由实验结果总结了 一种经验关联式，即吉利兰图。 图中横坐标为 ，纵坐标为 ，Sm=Nm+1 而 S＝N＋1 从图中的Rm、R、Nm、 N关系中得到R、N