資源描述：
《《閃蒸過程計(jì)算》PPT課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第四節(jié)閃蒸過程計(jì)算主要內(nèi)容閃蒸過程簡(jiǎn)介閃蒸過程類型閃蒸過程計(jì)算方程等溫閃蒸過程計(jì)算絕熱閃蒸過程計(jì)算閃蒸（FlashVaporization）閃蒸過程實(shí)質(zhì)是一種連續(xù)單級(jí)蒸餾：液體進(jìn)料流過閥門等裝置，由于壓力的突然降低而引起急劇蒸發(fā)，產(chǎn)生部分汽化，形成互成平衡的汽液兩相，（也可以通過汽相部分冷凝或液相的部分汽化產(chǎn)生平衡的兩相）。在混合物的T-X相圖上，閃蒸的狀態(tài)位于混合物的泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線之間。通過閃蒸過程可以使易揮發(fā)組分在汽相中的濃度提高、難揮發(fā)組分在液相中的濃度相應(yīng)提高，從而達(dá)到分離提濃的目的。除非混合物的相對(duì)揮發(fā)度很大，閃蒸過程獲
2、得的分離程度不高，因此，在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，閃蒸通常是作為進(jìn)一步分離的輔助操作。閃蒸計(jì)算的目的就是確定汽、液相的組成和氣相分率。閃蒸過程計(jì)算方法是許多精餾過程計(jì)算的基礎(chǔ)，因此、掌握閃蒸過程的計(jì)算方法對(duì)化學(xué)工藝的學(xué)生是很重要的。閃蒸計(jì)算與泡點(diǎn)及露點(diǎn)計(jì)算的關(guān)系在泡點(diǎn)時(shí)，液相組成等于原料組成，汽化分率等于零；在露點(diǎn)時(shí)，汽相組成等于原料組成，汽化分率等于1；閃蒸時(shí)，汽液相的組成與總組成不等，汽相分率在0-1之間。對(duì)于一個(gè)給定閃蒸罐壓力和進(jìn)料組成的體系，泡點(diǎn)和露點(diǎn)溫度確定了平衡閃蒸的溫度范圍。這是用來核實(shí)閃蒸問題是否可以成立的依據(jù)。閃蒸過程的
3、計(jì)算方程（MESH）（1）物料衡算—M方程：C個(gè)（3）摩爾分率加和式—S方程：2個(gè)（4）熱量平衡式—H方程：1個(gè)2C＋3（2）相平衡—E方程：C個(gè)對(duì)應(yīng)解的未知數(shù)也應(yīng)該是2ｃ+3個(gè)（ｘｉ，ｙｉ，Ｖ，Ｌ，Ｔ或Ｑ）規(guī)定變量閃蒸形式輸出變量p,T等溫Q,V,L,yi,xip,Q=0絕熱T,V,L,yi,xip,Q≠0非絕熱T,V,L,yi,xip,L(或ψ)部分冷凝Q,T,V,yi,xip(或T),V(或ψ)部分汽化Q,T(或p),L,yi,xi表2-4閃蒸計(jì)算類型閃蒸計(jì)算有多種規(guī)定方法，下表列出了一些常用的類型。閃蒸計(jì)算類型的異同點(diǎn)相同
4、點(diǎn)：都是氣化過程，說明可按氣化公式計(jì)算氣液兩相平衡相當(dāng)于一塊理論板可調(diào)設(shè)計(jì)變量不同不同點(diǎn)：產(chǎn)生氣化的原因不同部分氣化或部分冷凝：外界交換熱絕熱閃蒸：不與外界換熱，焓變?yōu)榱銡饣撼齈外還要已知一個(gè)條件絕熱閃蒸：給定P，體系就固定了第4周第1次課2007年10月8日2.3.1等溫閃蒸和部分冷凝過程規(guī)定：Ｐ、T計(jì)算：Q,V,L,yi,xi汽液相混合物焓值的計(jì)算：對(duì)于理想溶液，汽液相的焓值分別由純物質(zhì)的焓加和求的，對(duì)非理想溶液，可以利用物質(zhì)的偏摩爾焓加和求得?？梢岳靡陨嫌?jì)算結(jié)果確定汽相分率的初值。當(dāng)相平衡常數(shù)不僅是溫度和壓力的函數(shù)，而且
5、還是組成的函數(shù)時(shí)，求解Rachord-Rice方程就復(fù)雜得多，此時(shí)一般需要利用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算,下面介紹的是兩種普遍化算法。由乙烷(1)、丙烷(2)、正丁烷(3)和正戊烷(4)組成的料液以500kmol/h的流率加入閃蒸室。閃蒸室的壓力為1.38MPa(13.6atm)，溫度為82.5℃。料液的組成為：試計(jì)算汽、液相產(chǎn)品的流率和組成。閃蒸計(jì)算舉例①該物系為輕烴混合物，可按理想溶液處理。利用P-T-K圖查得：K1=4.80，K2=1.96，K3=0.80，K4=0.33②驗(yàn)證料液的泡點(diǎn)和露點(diǎn)：泡點(diǎn)驗(yàn)證：露點(diǎn)驗(yàn)證：可見兩者都大于1，說明
6、料液的泡點(diǎn)Tb<82.5℃，露點(diǎn)Td>82.5℃，因此在給定溫度和壓力下，料液將分成汽、液兩相，屬于閃蒸計(jì)算問題。③迭代計(jì)算料液的汽化率ψ：先設(shè)定一個(gè)ψ值，代入下式分別計(jì)算出ｆ和ｆ’若ｆ(ψ)偏離0，用牛頓迭代法的計(jì)算迭代式迭代修正ψ本例取ψ的初值為0.1，迭代到ψ=0.405時(shí)，ｆ(ψ)接近0，故汽化率為0.405。④計(jì)算汽、液相產(chǎn)量V和L：V=ψF=202.5kmol/h，L=(1-ψ)F=297.5kmol/h⑤利用下式計(jì)算汽、液相組成y和x：成分乙烷(1)丙烷(2)丁烷(3)戊烷(4)汽相組成yi0.15120.31050
7、.46130.0770液相組成xi0.03150.15840.57680.2333絕熱閃蒸過程計(jì)算已知流率、組成、壓力、溫度（或焓）的液體進(jìn)料節(jié)流膨脹到較低壓力便產(chǎn)生部分汽化。絕熱閃蒸計(jì)算的目的是確定閃蒸溫度、汽液相組成及流率。絕熱閃蒸問題的計(jì)算問題，原則上還是利用物料平衡、相平衡和熱量衡算和組成總和方程聯(lián)立求解。目前工程計(jì)算中均選擇溫度和汽化率為迭代變量。根據(jù)物性的差別，又分三種具體的算法。寬沸程絕熱閃蒸過程計(jì)算所謂寬沸程混合物指的是構(gòu)成混合物各組分的揮發(fā)度相差懸殊，其中一些很容易揮發(fā)，而另一些很難揮發(fā)，它的特點(diǎn)就是離開閃蒸罐時(shí)
8、各相的量幾乎完全決定于相平衡常數(shù)。對(duì)這類體系，在很寬的溫度范圍內(nèi)，易揮發(fā)組分主要集中在汽相中，而液相中則主要集中了難揮發(fā)組分。進(jìn)料焓值的增加將使溫度提高，但是對(duì)汽液兩相的流率的影響不大，因此，寬沸程閃蒸的熱衡算主要取決與T，而不是ψ。對(duì)絕熱閃蒸過程
