過(guò)程系統(tǒng)工程-5

1、化工過(guò)程模擬與優(yōu)化Simulation & Optimization of Chemical Engineering Process,,,,李亞軍31955956 , 13570408408liyajun@scut.edu.cn,主要內(nèi)容（Contents）,第一章、 過(guò)程系統(tǒng)工程概述,,,,,,,,,,,,,第二章、化工過(guò)程系統(tǒng)數(shù)學(xué)模擬方法,第三章、化工過(guò)程模擬技術(shù)概述,第四章、化工過(guò)程模擬技術(shù)的結(jié)構(gòu)與功能,第五章、化

2、工過(guò)程模擬技術(shù)的熱力學(xué)方法及選擇,第六章、蒸餾過(guò)程的計(jì)算,第六章 蒸餾過(guò)程的計(jì)算,第一節(jié) 閃蒸過(guò)程的計(jì)算,2024/3/21,4,1、閃蒸過(guò)程計(jì)算,1.1 泡點(diǎn)計(jì)算（bubble point） （1）什么是泡點(diǎn)？ 液相混合物在一定壓力下升溫，當(dāng)出現(xiàn)第一個(gè)微小的氣泡，且該氣泡的產(chǎn)生并不改變液相的組成，該溫度稱為泡點(diǎn)溫度。已知條件：物料壓力（或溫度）、液相組成；計(jì)算結(jié)果：泡點(diǎn)溫度或壓力；,2024/3/21,5,1、閃蒸

3、過(guò)程計(jì)算,（2） 泡點(diǎn)迭代計(jì)算步驟 已知P, Xi ; 泡點(diǎn)溫度判據(jù)？ 達(dá)到泡點(diǎn)溫度時(shí)，必有ΣYi=1;若ΣYi>1，溫度高于泡點(diǎn)溫度；若ΣYi<1，溫度低于泡點(diǎn)溫度；,2024/3/21,6,1、閃蒸過(guò)程計(jì)算,（2） 泡點(diǎn)迭代計(jì)算步驟①假設(shè)溫度初值T0 ;②根據(jù)P, Xi, T0 計(jì)算Ki；③由Yi=KiXi，計(jì)算Yi；④判斷ΣYi=1？若滿足，則計(jì)算結(jié)束；⑤判斷式不滿足，修改T0，

4、得到T1，返回②繼續(xù)迭代，直至滿足ΣYi=1 ；,2024/3/21,7,1、閃蒸過(guò)程計(jì)算,1.2 露點(diǎn)計(jì)算（bubble point） （1）什么是露點(diǎn)？ 氣相混合物在一定壓力下降溫，當(dāng)出現(xiàn)第一個(gè)微小的液滴，且該液滴的產(chǎn)生并不改變相的組成，該溫度稱為露點(diǎn)溫度。已知條件：物料壓力（或溫度）、組成；計(jì)算結(jié)果：露點(diǎn)溫度或壓力；,2024/3/21,8,1、閃蒸過(guò)程計(jì)算,（2）露點(diǎn)計(jì)算判據(jù)？判據(jù)ΣXi=1;若ΣX

5、i>1，溫度低于露點(diǎn)溫度；若ΣXi<1，溫度高于露點(diǎn)溫度；,2024/3/21,9,1、閃蒸過(guò)程計(jì)算,1.3 等溫閃蒸計(jì)算（Isothermal flash）中文名稱：冷凝和氣化。即計(jì)算一定溫度和壓力下的閃蒸過(guò)程；已知條件：進(jìn)料溫度、壓力、流量及組成； 閃蒸的溫度和壓力；計(jì)算結(jié)果：閃蒸后氣、液相的流量、組成； 閃蒸所需的熱負(fù)荷；,202

6、4/3/21,10,1、閃蒸過(guò)程計(jì)算,1.4 絕熱閃蒸計(jì)算（adiabatic flash）中文又稱等焓節(jié)流。即計(jì)算物料節(jié)流到一定壓力下的閃蒸過(guò)程；已知條件：進(jìn)料溫度、壓力、流量及組成； 閃蒸后的壓力；計(jì)算結(jié)果：閃蒸后氣、液相的溫度、流量、組成；過(guò)程特點(diǎn)：雖然通常節(jié)流后會(huì)降溫，但熱負(fù)荷為0；,2024/3/21,11,1、閃蒸過(guò)程計(jì)算,1.5 閃蒸過(guò)程數(shù)學(xué)模型

7、 混合物在壓力P, 溫度T下進(jìn) 行部分冷凝，或絕熱閃蒸；

8、 求液化率，氣、液相量及組成 或閃蒸后溫度；

9、 進(jìn)料：F, Zi 出 料：V, Yi; L, Xi,2024/3/21,12,1、閃蒸過(guò)程計(jì)算,1.5 閃蒸過(guò)程數(shù)學(xué)模型液化率：物料平衡方程：相平衡方程：,2024/3/21,13,1.5 閃蒸過(guò)程數(shù)學(xué)模型,熱量平衡方程： 約束方程：,2024/3/2

10、1,14,1.5 閃蒸過(guò)程數(shù)學(xué)模型,物料平衡及相平衡方程聯(lián)立，可得：,2024/3/21,15,1.5 閃蒸過(guò)程數(shù)學(xué)模型,閃蒸過(guò)程迭代步驟:①根據(jù)P,T 計(jì)算Ki；②假設(shè)液化率e，計(jì)算Xi；③判斷ΣXi 是否等于1 ？④若ΣXi 不等于1，修改液化率e，返回②繼續(xù)計(jì)算；,第二節(jié) 蒸餾過(guò)程的計(jì)算,2024/3/21,17,蒸餾過(guò)程的計(jì)算,現(xiàn)有蒸餾過(guò)程的計(jì)算方法：1、簡(jiǎn)化法：設(shè)計(jì)型算法；給定分離要求，計(jì)算塔板數(shù)和回流比；目前主要

11、用來(lái)為嚴(yán)格法提供初值而不再作為設(shè)計(jì)的依據(jù)；優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，可算出板數(shù)和回流比；缺點(diǎn)：準(zhǔn)確性差，往往和實(shí)際情況相差較大；,2024/3/21,18,蒸餾過(guò)程的計(jì)算,現(xiàn)有蒸餾過(guò)程的計(jì)算方法：2、嚴(yán)格法逐板計(jì)算：核算型算法；給定塔板數(shù)，回流比等等條件；是當(dāng)前蒸餾過(guò)程主要的計(jì)算方法；優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確可靠，可算出逐板的溫度、流量和組成剖面；缺點(diǎn)：計(jì)算復(fù)雜，必須采用計(jì)算機(jī)計(jì)算，若初始條件規(guī)定不當(dāng)往往難以收斂；,2024/3/21,19,1、蒸餾塔的

12、類型,（1）常規(guī)蒸餾塔(Conventional distillation column)單股進(jìn)料，塔頂設(shè)冷凝器，塔釜設(shè)再沸器，塔頂、塔釜各有采出一股；,2024/3/21,20,1、蒸餾塔的類型,（2）復(fù)雜蒸餾塔(Complex column) 多股進(jìn)料，設(shè)有塔頂冷凝器和塔釜再沸器，可有多股側(cè)線采出，可有中間再沸器或中間冷凝器，塔頂、塔釜各有采出一股。,2024/3/21,21,1、蒸餾塔的類型,（3）吸收塔

13、(Absorber) 無(wú)塔頂冷凝器和塔釜再沸器，氣體進(jìn)料位置在塔釜，塔頂有吸收劑淋下；塔頂為氣相采出，塔釜為液相采出；,2024/3/21,22,1、蒸餾塔的類型,（4）吸收蒸出塔(Reboiledabsorber) 物料從塔中下部進(jìn)塔，塔釜設(shè)有再沸器，塔頂無(wú)冷凝器；塔頂有吸收劑淋下，塔頂、塔釜各有氣液相出料一股。,2024/3/21,23,1、蒸餾塔的類型,（5）解吸塔(Stripper

14、) 無(wú)塔頂冷凝器,有塔釜再沸器，氣體從塔頂進(jìn)料，塔頂為氣相采出，塔釜為液相采出。,2024/3/21,24,2、 蒸餾過(guò)程的簡(jiǎn)化計(jì)算,精餾的簡(jiǎn)捷算法：是采用了一系列的簡(jiǎn)化假定，只能供估算用，可以為嚴(yán)格計(jì)算提供理論板數(shù)和回流比初值。A、關(guān)鍵組分B、芬斯克方程C、恩德吾特方程D、吉利蘭關(guān)聯(lián)圖,2024/3/21,25,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,􀁮（1）最小理論板數(shù)計(jì)算－Fenske公式 蒸餾過(guò)程

15、簡(jiǎn)化法根據(jù)Fenske方程求取最小理論板數(shù)Sm： 最小理論板數(shù)是在全回流下所需板數(shù)；,2024/3/21,26,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,􀁮 式中：Sm－全部理論板數(shù)，包括冷凝器和再沸器；αav－輕重關(guān)鍵組分在塔內(nèi)平均相對(duì)揮發(fā)度；l－輕關(guān)鍵組分，h－重關(guān)鍵組分；d－塔頂，b－塔釜；,2024/3/21,27,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,塔的最小理論板數(shù)Nm

16、應(yīng)比Sm小：對(duì)于塔頂有冷凝器或塔釜為再沸器的塔； Nm＝Sm－1對(duì)于部分冷凝器及塔釜為再沸器的塔 Nm＝Sm－2,2024/3/21,28,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,（2）塔頂、塔釜物料分配計(jì)算－Hengstebeck方法：1957 年提出，用以計(jì)算塔頂、底的物料分配；為計(jì)算塔內(nèi)相對(duì)揮發(fā)度，必須有塔頂、塔釜的組成和溫度值；故

17、首先需算出塔頂、底的物料分配；,2024/3/21,29,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,（3）最小回流比Rm計(jì)算 最小回流比是在給定條件下，用無(wú)窮多的板數(shù)以滿足分離要求所需的回流比； 使用較多的方法：－Underwood方法,2024/3/21,30,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,最小回流比及最小理論板數(shù)表示任何一個(gè)蒸餾過(guò)程中的兩個(gè)極限條件，超過(guò)此任何一個(gè)條件，則不可能達(dá)到所規(guī)定的分離要求；若實(shí)際回流比接近最小回

18、流比，則所需塔板數(shù)大大增加，即設(shè)備費(fèi)用上升，操作費(fèi)用下降；若實(shí)際回流比較大，則操作費(fèi)用上升，設(shè)備費(fèi)用下降；,2024/3/21,31,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,（4）實(shí)際回流比和實(shí)際理論板數(shù)的計(jì)算－Gilliland 圖 優(yōu)化回流比R的選?。和ǔ=(1.1~2)Rm隨著能源價(jià)格的不斷上升，目前實(shí)際回流比的選擇，愈來(lái)愈靠近最小回流比，以降低操作費(fèi)用；,2024/3/21,32,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,（4） 根據(jù)R和Rm計(jì)

19、算出以下值： 然后查Gilliland 圖，得到 S為實(shí)際選取的理論塔板數(shù)，根據(jù)圖中讀出的縱座標(biāo)值，便可計(jì)算出S 的數(shù)值； 通常: S=2Sm,2024/3/21,33,2、蒸餾過(guò)程簡(jiǎn)化計(jì)算法,Gilliland 圖,2024/3/21,34,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算法,模型和算法（model & algorithm) 例：精餾塔和吸收塔是兩種不同類型的塔，它們的分離原理不

20、同，它們的計(jì)算方法也是不同的。,2024/3/21,35,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,（1）、蒸餾過(guò)程數(shù)學(xué)模型 通用的塔的物料流及熱量流模型,2024/3/21,36,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,（1）、蒸餾過(guò)程數(shù)學(xué)模型 理想平衡級(jí)模型,2024/3/21,37,3、 蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,（2）蒸餾塔模型方程組三大平衡物料平衡方程(Material balance);能量平衡方程(Heat balance);相平衡方程(Eq

21、uilibrium balance);約束條件分子歸一方程組(Summation of mole fractions),2024/3/21,38,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,MESH方程組,2024/3/21,39,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,獨(dú)立方程數(shù)和獨(dú)立變量數(shù),2024/3/21,40,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,（3）精餾的計(jì)算精餾過(guò)程的模型方程都是非線性的，必須用迭代法求解。 精餾的計(jì)算分為設(shè)計(jì)型和操作型（核算型）兩類。設(shè)計(jì)型計(jì)算：在

22、給定的進(jìn)料情況下，為達(dá)到規(guī)定的分離要求，計(jì)算確定經(jīng)濟(jì)的回流比，所需的理論板數(shù)和最佳進(jìn)料位置。即為籌建新精餾裝置而進(jìn)行。操作型計(jì)算：在給定的進(jìn)料情況、進(jìn)料位置，理論板數(shù)，回流比等，對(duì)生產(chǎn)中運(yùn)行著的塔進(jìn)行核算，為分析塔的操作情況、為增產(chǎn)挖潛等而進(jìn)行。,2024/3/21,41,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,（4）精餾的嚴(yán)格計(jì)算 精餾過(guò)程的嚴(yán)格計(jì)算方法：逐板計(jì)算法,2024/3/21,42,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,（5）蒸餾過(guò)程計(jì)算的已知條件&

23、#1048729;理論板數(shù)；􀂙進(jìn)料位置、側(cè)線位置、中間加熱或中間冷卻位置；各 股物料的采出量；􀂙進(jìn)料溫度、壓力、流量及組成；􀂙塔操作壓力；􀂙對(duì)常規(guī)蒸餾塔需提供兩項(xiàng)工藝要求，通常可為：回流比和塔頂采出量； 由以上可看出，逐板計(jì)算是核算型的計(jì)算。,2024/3/21,43,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,（6）蒸餾過(guò)程計(jì)算結(jié)果􀂙逐

24、板溫度；􀂙逐板氣液相流量；􀂙逐板氣液相組成；􀂙冷凝器和再沸器熱負(fù)荷；􀂙側(cè)線采出溫度、組成；,2024/3/21,44,3、蒸餾過(guò)程嚴(yán)格計(jì)算,（7）蒸餾過(guò)程的最優(yōu)設(shè)計(jì)和操作 確定現(xiàn)有精餾塔的最優(yōu)化操作條件，在給定物料和指定分離要求的條件下，達(dá)到費(fèi)用最?。ɑ蚰芎淖钚。?。 操作變量（獨(dú)立變量）包括加熱負(fù)荷、冷卻負(fù)荷和產(chǎn)品流率。自

25、由度和產(chǎn)品的流股數(shù)近似相等。 等式約束：指定組分的濃度或回收率。 不等式約束：最大或最小濃度和回收率優(yōu)化：1、在一定操作條件下，確定分離所需的最小塔板數(shù)； 2、在確定的塔板數(shù)下，最佳進(jìn)料位置和側(cè)線出料 位置,2024/3/21,45,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,（1）為什么需要作工藝規(guī)定？ 由塔模型方程組中的能量平衡方程可知，加入塔內(nèi)的熱負(fù)荷項(xiàng)出現(xiàn)在方程左邊，而方程變量中并

26、不包括熱負(fù)荷，故該熱負(fù)荷項(xiàng)應(yīng)當(dāng)是已知數(shù)，必須由用戶提供，必須在解方程前有固定值； 問(wèn)題：但要給出一個(gè)適當(dāng)?shù)臒嶝?fù)荷數(shù)值又是十分困難的，通常并無(wú)具體概念該值應(yīng)當(dāng)是多少，尤其是初次計(jì)算；故而在塔計(jì)算中有設(shè)計(jì)規(guī)定（或工藝規(guī)定），以方便用戶提供其它適當(dāng)?shù)臄?shù)值； 方法：采用變量替換法，用比較容易給定的參數(shù)替代熱負(fù)荷作為常數(shù)項(xiàng)，而將熱負(fù)荷作為變量。,2024/3/21,46,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,（2）工藝規(guī)定的數(shù)量

27、 由塔模型方程組中的能量平衡方程可知，存在幾個(gè)熱負(fù)荷，即存在幾個(gè)換熱器，就需要作出幾個(gè)工藝規(guī)定；對(duì)于吸收塔，無(wú)任何換熱器，也就無(wú)任何工藝規(guī)定；對(duì)于常規(guī)蒸餾塔通常需要作出兩個(gè)工藝規(guī)定。,2024/3/21,47,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,（3）工藝規(guī)定的重要性 工藝規(guī)定是否恰當(dāng)是造成塔計(jì)算能否收斂的重要原因，故必須慎重對(duì)待工藝規(guī)定； 不合理的工藝規(guī)定可以導(dǎo)致塔收斂困難，甚至永遠(yuǎn)無(wú)法收斂。,202

28、4/3/21,48,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,（4）例題：相互矛盾的工藝規(guī)定 H2 CH4 10kgmol --------------－ C2H4 C2H6 C3H8 C4+,脫甲烷塔，輕重關(guān)鍵組分為甲

29、烷和乙烯；脫甲烷塔，頂溫-98℃。若規(guī)定溫度-98℃，塔頂采出10kgmol，可收斂。 若規(guī)定溫度-98℃，塔頂采出15kgmol，永遠(yuǎn)不會(huì)收斂。 原因：相互矛盾的工藝規(guī)定。 要點(diǎn)：盡量避免相矛盾的工藝規(guī)定,2024/3/21,49,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,原因分析： 當(dāng)規(guī)定塔頂采出為15kgmol時(shí)，因H2和CH4的量只有10kgmol，則余下10kgmol物料必然要由其它重組分補(bǔ)充，更多重組分從塔

30、頂走，會(huì)使塔頂溫度升高（高于-98℃），造成相互矛盾的工藝規(guī)定。,2024/3/21,50,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,工藝規(guī)定的原則：之一：必須避免相互矛盾的工藝規(guī)定！,2024/3/21,51,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,工藝規(guī)定的原則：之二：初次計(jì)算盡量采用較為寬松的工藝規(guī)定，待收斂之后再慢慢提高工藝要求。 如丙烯精餾塔，塔頂丙烯的純度可達(dá)99.6%; 若初次計(jì)算便按此規(guī)定，過(guò)于嚴(yán)格的工藝規(guī)定則往往不容易收斂。,

31、2024/3/21,52,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,（5）塔工藝參數(shù)的相互影響塔頂采出量增加，塔頂、塔釜溫度如何變化？ 塔頂采出量↑，塔頂溫度↑，塔釜溫度↑； 塔頂采出量減少，塔頂、塔釜溫度如何變化？ 塔頂采出量↓，塔頂溫度↓，塔釜溫度↓； 回流比增加，塔頂、塔釜溫度如何變化？ 回流比↑，塔頂溫度↓，塔釜溫度↑；回流比增加，塔頂、塔釜分離純度如何變化?

32、 分離精度↑；塔頂、塔釜分離純度↑ ；,2024/3/21,53,4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,（5）塔工藝參數(shù)的相互影響塔板數(shù)增加，塔頂、塔釜溫度如何變化？ 塔板數(shù)↑，塔頂溫度↓，塔釜溫度↑；塔板數(shù)增加，塔頂、塔釜分離純度如何變化? 分離精度↑；塔頂、塔釜分離純度↑；進(jìn)料位置不正確，回流比、熱負(fù)荷及分離純度如何變化？ 回流比↑，冷凝器熱負(fù)荷↑，再沸器熱負(fù)荷↑，分離精度↓,2024/3/21,54,

33、4、蒸餾過(guò)程的工藝規(guī)定,（6）工藝規(guī)定收斂之難易程度􀂙易于收斂之工藝規(guī)定： 回流比＋塔頂采出量（或塔釜采出量）； 回流比＋溫度規(guī)定；􀂙較難收斂之工藝規(guī)定： 溫度＋采出量； 溫度＋分離要求； 采出量＋分離要求； 兩個(gè)分離要求；,2024/3/21,55,5、塔板效率計(jì)算,1、Murphree 效率􀂙

34、 實(shí)際塔板上物料進(jìn)出口濃度差于達(dá)到平衡時(shí)濃度差之比稱Murphree 效率。式中： Yn－進(jìn)入該塔板氣相組分i 的濃度； Yn-1－離開(kāi)該塔板氣相組分i的濃度； Y*n-1－于離開(kāi)該板液相i組分成平衡的氣相濃度；,2024/3/21,56,5、塔板效率計(jì)算,1、全塔效率􀂙 全塔效率定義簡(jiǎn)單明了，使用方

35、便、廣泛。 E0=N0/NE0－全塔效率； N0－在指定回流比和分離要求下所需理論板數(shù)；N－在指定回流比和分離要求下所需實(shí)際板數(shù)；,2024/3/21,57,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,1、基本概念A(yù)、 輕、重關(guān)鍵組分： 待分離的多組分混合物，如擬分離為輕、重兩部分物料，則輕組分部分中最重的組分稱為輕關(guān)鍵組分；而重組分部分中最輕的組分

36、稱為重關(guān)鍵組分；B、蒸餾塔內(nèi)輕重關(guān)鍵組分的變化：愈向塔頂，輕關(guān)鍵組分濃度愈高，愈向塔釜，重關(guān)鍵組分濃度愈高；,2024/3/21,58,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,1、基本概念C、輕、重關(guān)鍵組分比例：輕關(guān)鍵組分和重關(guān)鍵組分摩爾濃度之比；塔內(nèi)該比例應(yīng)當(dāng)愈向塔頂愈大；D、何謂最佳進(jìn)料位置？相同分離要求及板數(shù)下，回流比最?。幌嗤鍞?shù)及回流比下，分離純度最高；,2024/3/21,59,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,2、逆向蒸餾

37、 A、什么是逆向蒸餾？ 在靠近進(jìn)料板下方出現(xiàn)輕、重關(guān)鍵組分比率增大，同時(shí)在進(jìn)料板上、下方分別出現(xiàn)關(guān)鍵組分比率最小值和最大值，也即關(guān)鍵組分比率曲線在進(jìn)料板附近會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn)的現(xiàn)象稱作逆向蒸餾。,2024/3/21,60,6、 蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,2、逆向蒸餾B、逆向蒸餾產(chǎn)生的條件？①多組分蒸餾的特殊現(xiàn)象，二元蒸餾不存在；②回流比接近最小回流比；③進(jìn)料中關(guān)鍵組分濃度較??；④進(jìn)料板不是最佳進(jìn)料板；,2024

38、/3/21,61,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,2、逆向蒸餾C、進(jìn)料位置不當(dāng)引起逆向蒸餾①進(jìn)料位置過(guò)高，會(huì)引起進(jìn)料板下方有明顯的逆向蒸餾；②進(jìn)料位置過(guò)低，會(huì)引起進(jìn)料板上方出現(xiàn)明顯的逆向蒸餾；,2024/3/21,62,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,3、最佳進(jìn)料位置判斷法分離因子圖法 分離因子圖是塔內(nèi)液相輕、重關(guān)鍵組分摩爾分?jǐn)?shù)之比對(duì)塔板數(shù)的關(guān)系曲線，通常采用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)作圖。該圖主要用于快速確定進(jìn)料板位置是否正確。作圖方法

39、 按一定板數(shù)間隔取液相輕、重關(guān)鍵組分的比值，對(duì)板數(shù)進(jìn)行作圖。通?？v坐標(biāo)為對(duì)數(shù)坐標(biāo)，在進(jìn)料板附近若干塊板應(yīng)當(dāng)逐板取值作圖。,2024/3/21,63,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,脫丙烷塔分離因子圖（輕、重關(guān)鍵組分分別為C3和C4，板數(shù)17）進(jìn)料位置第5板時(shí)：進(jìn)料下方出現(xiàn)逆向蒸餾；進(jìn)料位置第13板時(shí)：進(jìn)料上方出現(xiàn)逆向蒸餾；進(jìn)料位置第8板時(shí)：曲線形狀正常，無(wú)逆向蒸餾。,2024/3/21,64,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,3、最佳進(jìn)料位置判斷

40、法進(jìn)料關(guān)鍵組分濃度比法 由二元蒸餾可知最佳進(jìn)料位置應(yīng)當(dāng)位于兩操作線的交點(diǎn)；據(jù)此得到泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)的一種簡(jiǎn)化判斷法。,2024/3/21,65,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,3、最佳進(jìn)料位置判斷法靈敏度分析法 分離因子法和進(jìn)料關(guān)鍵組分濃度比法均有一定誤差，僅作初步判斷。 嚴(yán)格判斷最佳進(jìn)料位置通常可采用靈敏度分析法；靈敏度分析是檢驗(yàn)一個(gè)過(guò)程如何對(duì)變化的關(guān)鍵操作變量和設(shè)計(jì)變量反應(yīng)的一個(gè)工具?？梢杂?/p>

41、它改變一個(gè)或多個(gè)流程變量并研究該變化對(duì)其它流程變量的影響。 該方法是最準(zhǔn)確的進(jìn)料位置判斷方法。,2024/3/21,66,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,3、最佳進(jìn)料位置判斷法靈敏度分析法的兩種選擇：①在給定的回流比下求最佳進(jìn)料位置； 此需觀察塔頂或塔釜的分離純度，達(dá)到最高時(shí)即為最佳進(jìn)料位置；②在給定分離要求下求最佳進(jìn)料位置； 需觀察塔頂或塔釜的熱負(fù)荷或回流比，達(dá)到最低時(shí)即為最佳進(jìn)料位置；,2

42、024/3/21,67,6、蒸餾塔最佳進(jìn)料位置,3、最佳進(jìn)料位置判斷法靈敏度分析法的步驟：①在給定的進(jìn)料位置下完成蒸餾塔的模擬；②將塔的工藝規(guī)定調(diào)整為塔頂和塔釜的分離要求或回流比；③選擇靈敏度分析模塊進(jìn)行相關(guān)設(shè)定：靈敏度分析的變量為進(jìn)料位置，靈敏度分析結(jié)果可選擇相關(guān)參數(shù)，如分離純度，熱負(fù)荷等；④分析計(jì)算結(jié)果，確定最佳進(jìn)料板。,2024/3/21,68,7、精餾段和提餾段的劃分,蒸餾塔進(jìn)料板以上稱為精餾段，以下稱為提餾段。