多组份精馏 2015.04.21
多组份精馏 2015.04.21
一、 关键组分 ●} 猜馏中把指定浓度的两个组分称为关键组分，其 中相对易挥发的称为轻关键组分(L),难挥发的 为重关键组分(H) 。 ·若馏出液中除了重关键组分外没有其它重组分， 而金液中除了轻关键组分外没其它轻组分，这种 情况称为清所分割。 ·若瘤出液中除了重关键组分外有其它重组分，而 釜液中除了轻关键组分外有其它轻组分，这种情 况称为非清晰分割 ·二、多组分精馏特性 。体系1：苯-甲苯-异丙苯三组分精馏
• 一、关键组分 • 精馏中把指定浓度的两个组分称为关键组分，其 中相对易挥发的称为轻关键组分（L），难挥发的 为重关键组分（H）。 • 若馏出液中除了重关键组分外没有其它重组分， 而釜液中除了轻关键组分外没其它轻组分，这种 情况称为清晰分割。 • 若馏出液中除了重关键组分外有其它重组分，而 釜液中除了轻关键组分外有其它轻组分，这种情 况称为非清晰分割 • 二、多组分精馏特性 • 体系1：苯 - 甲苯 - 异丙苯三组分精馏
相喉尔流 131 120 /to 汽 10 氧堂尔液 R2168102116180 文寸言言应前店官元 培板伴号 塔板序号 图1本一中本一开闪本有猫哈 图Z 本一甲本 一异丙苯 内汽液流率分布 精馏塔内温度分布
图1 苯－甲苯－异丙苯精馏塔 图2 苯－甲苯 －异丙苯 内汽液流率分布 精馏塔内温度分布
·塔内流量变化： ·由于挥发度高的化合物通常是低分子量的，而低分子量 组分一般具有较小的摩尔汽化潜热，所以上升蒸汽进入 某级冷凝时将产生具有较多摩尔数的蒸汽，故沿塔向上 流量通常有增加的趋势。若沸点较高的组分具有较低的 汽化热，则情况正好相反。 ·塔内温度变化： ◆ 由于温度沿塔向上是逐渐降低的，所以蒸汽向上流动时 被冷却。这种冷却或是增加液体的显热或是增加液体的 汽化量，如果液体被汽化，则导致向上流量增加。 ·液体沿塔向下流动时，液体必被加热，其热量或是消耗 蒸汽的显热或造成蒸汽的冷凝，如果是蒸汽冷凝，则导 致下降流量的增加。当进料中有大量的、相对于关键组 分是非常轻的或非常重的组分，或者更一般地说，如果 从塔顶到塔底的温度变化幅度大，则这种影响更明显
•塔内流量变化： • 由于挥发度高的化合物通常是低分子量的，而低分子量 组分一般具有较小的摩尔汽化潜热，所以上升蒸汽进入 某级冷凝时将产生具有较多摩尔数的蒸汽，故沿塔向上 流量通常有增加的趋势。若沸点较高的组分具有较低的 汽化热，则情况正好相反。 •塔内温度变化： • 由于温度沿塔向上是逐渐降低的，所以蒸汽向上流动时 被冷却。这种冷却或是增加液体的显热或是增加液体的 汽化量，如果液体被汽化，则导致向上流量增加。 • 液体沿塔向下流动时，液体必被加热，其热量或是消耗 蒸汽的显热或造成蒸汽的冷凝，如果是蒸汽冷凝，则导 致下降流量的增加。当进料中有大量的、相对于关键组 分是非常轻的或非常重的组分，或者更一般地说，如果 从塔顶到塔底的温度变化幅度大，则这种影响更明显。
三、流程方案选择 ·1)精馏塔数目与方案选择 要考虑因素很多 ·分离程度的确定比较复杂 ·根据塔分离工艺要求和物流特点，规定两个 特定组分的分离程度，其余组分的分离程 度则由分离的流程和操作情况等条件所决 定
三、流程方案选择 • 1）精馏塔数目与方案选择 要考虑因素很多 • 分离程度的确定比较复杂 • 根据塔分离工艺要求和物流特点，规定两个 特定组分的分离程度，其余组分的分离程 度则由分离的流程和操作情况等条件所决 定
流程方案的选定比较复杂 需要的塔多 若要将一混合物完全分离成纯组份产品的分离称之为 锐分离，需多塔操作。采用简单塔操作时C个组分，需C-1 个塔。 流程方案多 [2(C-1)W C(C-1)川 分离C个组分的混合物，锐分离的序列数为： 每个序列需要精馏塔(C-1)个
流程方案的选定比较复杂 需要的塔多 若要将一混合物完全分离成纯组份产品的分离称之为 锐分离，需多塔操作。采用简单塔操作时C个组分，需C -1 个塔。 流程方案多 分离C个组分的混合物，锐分离的序列数为： 每个序列需要精馏塔（C-1）个
多组分分离序列的选择 (1)一般确定原则 ①减少组分汽化次数 降低能耗 直接序列（顺序流程）： 按混合物中组分沸点递 升排序，轻组分依次从 ABCD BCD CD 塔顶分离出去。 例：四组分A、B、 C、D 混合物的分离 多组分分离序列顺序流程
多组分分离序列的选择 （1）一般确定原则 ① 减少组分汽化次数 降低能耗 直接序列（顺序流程）： 按混合物中组分沸点递 升排序，轻组分依次从 塔顶分离出去。 例：四组分A、B、 C、D 混合物的分离
②保证产品质量原则： ● 高纯度产品在塔顶采出： ● 热敏性、易分解或聚合的物料优先分出， 减少受热次数。 ABCD AB CD 多组分分离非序列顺序流程
② 保证产品质量原则： ● 高纯度产品在塔顶采出； ● 热敏性、易分解或聚合的物料优先分出， 减少受 热次数
③经济性原则： ·尽可能考虑到减少设备费和操作费，易腐蚀、 有毒的组分先分出去： ·难分离的最后分，此时，气体负荷小、塔径 ④操作管理方便原则： 说明：以上原则是在用普通精馏塔一进三出， 分离出较纯的单→组分为前提下得到的
③ 经济性原则： ● 尽可能考虑到减少设备费和操作费，易腐蚀、 有毒的组分先分出去； ● 难分离的最后分，此时，气体负荷小、塔径 小。 ④ 操作管理方便原则： 说明：以上原则是在用普通精馏塔一进二出， 分离出较纯的单一组分为前提下得到的
(2)多组分分离序列综合 研究始于20世纪70年代，研究方法有： 试探法、调优法、数学规划法等。 2)方案选择小结 保质量、满足工艺要求、生产能力大： ·流程短 ·能耗低、 收率高操作费低 ·管理方便 ·应考虑的其它因素 物料性质 质量要求
（2）多组分分离序列综合 研究始于20世纪70年代，研究方法有： 试探法、调优法、数学规划法等。 • 2）方案选择小结 • 保质量、满足工艺要求、生产能力大； • 流程短； • 能耗低、收率高操作费低 • 管理方便 • 应考虑的其它因素 • 物料性质 • 质量要求