闪蒸过程的计算归纳.doc

组分正丁烷正戊烷正己烷正庚烷正辛烷总合
组成0.05 0.17 0.65 0.10 0.03 1.00
试求：①露点进料的进料温度。
②泡点进料的进料温度。
第三节闪蒸过程的计算
2.3等温闪蒸和部分冷凝过程
流程示意图：
闪蒸过程的计算方程（MESH）
⑴物料衡算----M方程：C个
⑵相平衡--------E方程：C个
⑶摩尔分率加和式---S方程：2个
⑷热量平衡式-------H方程：1个
变量数：3C+8个(F, , ,T,P,V,L,Q, )
方程总数：2C+3个
汽化率 的迭代：
设 初值，计算
可采用Newton-Raphson法迭代 ：
2.Q的计算
Q-----吸热为正，移热为负
H-----混合物的摩尔焓
对于理想混合：
3.判断闪蒸过差泡点
对 进行露点计算：
试差露点
判断：若 闪蒸问题成立
方法二：对 在T、P下进行露点计算：
部分冷凝
Q, T, V, yi, xi
p(或T),V(或ψ)
部分汽化
Q, T(或p), L, yi, xi
2.3.1等温闪蒸
规定：p、T
计算：Q, V, L,
一、汽液平衡常数与组成无关
已知闪蒸温度和压力， 值容易确定，所以联立求解上述（2C+3）个方程比较简单。
具体步骤如下：
1. 输出变量求解
将E---方程：
2、就活度系数法计算汽液平衡常数的通式，分以下几种情况进行讨论：
1）汽相为理想气体，液相为理想溶液；
2）汽相为理想气体，液相为非理想溶液；
3）汽相为理想溶液，液相为理想溶液；
4）汽相为理想溶液，液相为非理想溶液。
3、什么叫露点，精馏塔顶温度如何处理？
4、什么叫泡点，精馏塔釜温度如何处理？
5、怎样求算非理想物系泡点压力？
重点：多组分物系的相平衡条件；平衡常数；分离因子。多组分物系的泡点方程、露点方程及计算方法。等温闪蒸过程和部分冷凝过程。闪蒸方程及闪蒸过程的计算。
难点：多组分非理想体系平衡常数计算。多组分物系的泡点温度和泡点压力、露点温度和露点压力的计算。等温闪蒸过程和部分冷凝过程的计算。
例:某精馏塔的操作压力为0.1Mpa，其进料组成为（摩尔分数）
代入M—方程：
消去 ，得到：
将L=F-V代入上式：
汽化率
代入（2-66）式，得到：
将（2-67）和（2-68）式代入S---方程，得到：
两式相减，得：
--------------------------闪蒸方程
（2-71）
F=V+L
通过闪蒸方程（2-71）求出汽化率 后，由（2-67）和（2-68）式可分别求出 ，进而由总物料衡算式（2-64）可求出V和L,由热量衡算式（2-65）可求出Q
需规定变量数：C+5个
其中进料变量数：C+3个（F, , , ）
根据其余2个变量的规定方法可将闪蒸计算分为如下五类：
表2-4闪蒸计算类型
规定变量
闪蒸形式
输出变量
p,T
等温
Q, V, L, yi, xi
p,Q=0
绝热
T, V, L, yi, xi
p,Q≠0
非绝热
T, V, L, yi, xi
p,L(或ψ)
6、怎样判断混合物在T，P下的相态，若为两相区其组成怎样计算？
本章小结
学习本章要熟练掌握多组分非理想体系平衡常数计算方法；掌握汽液相平衡关系常用的两种形式；会用相平衡常数和相对挥发度表示相平衡关系；泡点和露点计算要会查阅P-T-K列线图，求算烃类物质的K值，了解平衡常数与组成有关的泡、露点计算。了解等温闪蒸和部分冷凝过程的计算。
对 在T、P下进行泡点计算：
判断：
若同时成立，闪蒸问题有解
闪蒸过程计算框图：
开始打印
输入T,P,F,Z
计算
计算泡点
计算露点
汽液平衡常数与组成有关的闪蒸计算
对 分层迭代：
开始
给定F,Z,P,T
估计初值x,y
计算
如果不直接迭代，
重新估计x,y值由Rachford-Rice方程迭代
思考题
1、相平衡关系可用几种方法来表达。