吸收解吸推選優(yōu)秀ppt

第四章吸收(xīshōu)解吸第一頁，共48頁。吸收過程特點(diǎn)與流程(liúchéng)一、工業(yè)生產(chǎn)中的吸收過程凈化和精制氣體為除去原料氣中所含的雜質(zhì)，吸收是最常用的方法。如用乙醇胺液脫出石油裂解氣或天然氣中的硫化氫，乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中原料氣的脫硫、脫鹵化物，合成甲烷工業(yè)中的脫硫、脫CO，二氯乙烷生產(chǎn)過程中用水去除氯化氫等。分離氣體混合物制備溶液或中間產(chǎn)品第二頁，共48頁。分離(fēnlí)氣體混合物

用以得到目的產(chǎn)物或回收其中一些組分，如石油裂解氣的油吸收，將C以上的組分與甲烷、氫分開；用N－甲基吡咯烷酮作溶劑，將天然氣部分氧化所得裂解氣中的乙炔分離(fēnlí)出來；焦?fàn)t氣的油吸收以回收苯以及乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中用吸收法分離(fēnlí)反應(yīng)氣體中的環(huán)氧乙烷等。第三頁，共48頁。制備溶液或中間(zhōngjiān)產(chǎn)品

將氣體中需用的組分以指定的溶劑吸收出來，成為液態(tài)的產(chǎn)品或半成品，如用水吸收氯化氫氣體制成鹽酸；在甲醇蒸汽氧化后用水吸收甲醛蒸汽制甲醛溶液；用水吸收丙烯腈作為中間(zhōngjiān)產(chǎn)物等第四頁，共48頁。廢氣治理很多工業(yè)廢氣中含SOX、NOX（主要是SO2及NO），汞蒸汽等有害成分，雖然濃度(nóngdù)一般很低，但對人體和環(huán)境的危害甚大，而必須進(jìn)行治理，這類環(huán)境保護(hù)問題在我國已愈來愈受重視。選擇適當(dāng)?shù)墓に嚭腿軇┻M(jìn)行吸收，是廢氣處理中應(yīng)用較廣的方法。第五頁，共48頁。二、吸收過程(guòchéng)特點(diǎn)吸收(xīshōu)目的產(chǎn)物的同時也吸收(xīshōu)了其他組分——多組分吸收(xīshōu)端點(diǎn)條件：待吸收氣體吸收液未吸收氣體吸收劑第六頁，共48頁。吸收塔的特點(diǎn)(tèdiǎn)：復(fù)雜塔T、X頂、釜預(yù)分配難吸收劑組成(zǔchénɡ)與解吸有關(guān)第七頁，共48頁。物系平衡(pínghéng)態(tài)：汽相:組分沸點(diǎn)差大，有些組分接近于臨界點(diǎn)——非理想氣體液相:吸收劑量大——稀溶液平衡(pínghéng)關(guān)系表達(dá)式：

第八頁，共48頁。流量L從上向下↑；V從下向上↓——不恒定每板溫度Tn由于溶解熱大，Tn與溶解吸收量有關(guān)，難預(yù)測，不能用泡、露點(diǎn)方法計算Tn，要用熱量(rèliàng)衡算求Tn。平衡數(shù)據(jù)、溶解熱數(shù)據(jù)、動力學(xué)數(shù)據(jù)等研究的不充分。逆過程為解吸。第九頁，共48頁。三、分類(fēnlèi)物理吸收無化學(xué)反應(yīng)?！M(jìn)行了大量研究化學(xué)吸收1.可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收過程難點(diǎn)；汽液平衡(pínghéng)，化學(xué)反應(yīng)速率2.不可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收過程難點(diǎn)：連串反應(yīng)、不是瞬時完成的反應(yīng)。第十頁，共48頁。多組分吸收(xīshōu)不同塔段的吸收(xīshōu)情況：（1）難溶組分（即輕組分）通常(tōngcháng)只在靠近塔頂?shù)膸准壉晃斩谄溆嗉壣献兓苄?；?）易溶組分（即重組分）主要在塔底附近(fùjìn)若干級上被吸收；（3）關(guān)鍵組分在全塔范圍內(nèi)被吸收。注意上面輕重組分與精餾中定義的差異。本章目錄第十一頁，共48頁。用一般(yībān)精餾塔解吸的流程吸收液補(bǔ)加吸收劑吸收塔再沸蒸出塔尾氣原料氣體吸收質(zhì)本章(běnzhānɡ)目錄四、流程（區(qū)別在于(zàiyú)解吸）第十二頁，共48頁。吸收液補(bǔ)加吸收劑吸收塔再沸蒸出塔尾氣原料氣體蒸出氣用再沸器的蒸出塔的吸收(xīshōu)流程本章(běnzhānɡ)目錄第十三頁，共48頁。用蒸汽(zhēnɡqì)或惰性氣體的解吸塔第十四頁，共48頁。吸收(xīshōu)蒸出塔：適用于關(guān)鍵(guānjiàn)組分為重組分（易溶組分）的場合。第十五頁，共48頁。當(dāng)吸收尾氣中某些組分在吸收劑中有一定的溶解度，為保證關(guān)鍵組分的純度采用吸收蒸出塔，即將吸收塔與精餾塔的提餾段組合在一起，原料氣從塔中部進(jìn)入，進(jìn)料口上面為吸收段，下部為蒸出段，當(dāng)吸收液（含有關(guān)鍵組分和其它組分的溶質(zhì)）與塔釜再沸器蒸發(fā)上來的溫度較高的蒸汽相接觸，使其它組分從吸收液中蒸出，塔釜的吸收液部分從再沸器中加熱蒸發(fā)以提供蒸出段必須的熱量，大部分則進(jìn)入蒸出塔內(nèi)部(nèibù)使易溶組分與吸收劑分離開，吸收劑經(jīng)冷卻后再送入吸收塔循環(huán)使用。第十六頁，共48頁。多組分吸收和解吸過程分析(fēnxī)

一、設(shè)計變量數(shù)和關(guān)鍵組分吸收塔Nx：吸收劑C‵+2原料氣C+2壓力等級數(shù)(jíshù)N和C+C‵+4+NNa：串級單元數(shù)1解吸塔Nx：解吸劑C‵+2吸收液C+2壓力(yālì)等級數(shù)N和C+C‵+4+NNa：串級單元數(shù)1Na的指定：

操作型計算：指定N

設(shè)計型計算：指定一個關(guān)鍵組分分離要求第十七頁，共48頁。1）原理不同。吸收是根據(jù)各組分溶解度不同進(jìn)行分離的。精餾(jīnɡliú)利用組分間相對揮發(fā)度不同使組分分離。2）塔式不同。精餾(jīnɡliú)有簡單塔和復(fù)雜塔。最簡單的吸收為精餾(jīnɡliú)中的復(fù)雜精餾(jīnɡliú)，即兩股進(jìn)料，兩股出料3）傳質(zhì)形式不同精餾(jīnɡliú)過程：雙相傳質(zhì)過程吸收過程：單相傳質(zhì)過程——不能視為恒摩爾流第十八頁，共48頁。吸收(xīshōu)和精餾的對比：本章(běnzhānɡ)目錄操作類型

吸收

精餾

任務(wù)

分離氣體混合物

分離液體混合物

分離依據(jù)

溶解度不同

相對揮發(fā)度不同

傳質(zhì)過程

單向g→l

雙向g?l

板上汽液狀態(tài)

氣相過熱，液相過冷

氣、液相為飽和狀態(tài)

進(jìn)料位置

氣相塔底進(jìn)入

原料液塔中部加入產(chǎn)品

塔頂?shù)卯a(chǎn)品，吸收液需進(jìn)一步分離

可在塔頂塔底分別得到產(chǎn)品關(guān)鍵組分

1個

2個

Na

1個

5個第十九頁，共48頁。三、吸收塔內(nèi)組分分布(fēnbù)圖4—4c、d分布(fēnbù)曲線：從物系揮發(fā)度看C1、C2最大，進(jìn)塔幾乎不被吸收，塔頂稍有變化。C5、C4最小，進(jìn)塔立即吸收，上部幾乎不變。C3適中，上段吸收快，在塔某板出現(xiàn)最大值。第二十頁，共48頁。一般情況：1.不同組分在不同段吸收(xīshōu)程度不同2.難溶組分（LNK），一般只在靠近塔頂幾級被吸收(xīshōu)，其他級吸收(xīshōu)較??；易溶組分（HNK），一般只在靠近塔釜幾級被吸收(xīshōu)。3.關(guān)鍵組分在全塔范圍內(nèi)被吸收(xīshōu)。第二十一頁，共48頁。四、溶解熱取決于與的相對大小1.如果在塔頂明顯大于上升氣體熱量傳給吸收劑，吸收放出熱量全部由帶走，尾氣出口溫度與進(jìn)塔吸收劑溫度相近，在塔釜溫度分布出現(xiàn)極大值。2.明顯大于下降(xiàjiàng)液體熱量傳給上升氣體，吸收放出熱量大部分由帶走，吸收液在下降(xiàjiàng)中被氣體冷卻，接近于原料氣入口溫度條件下出塔。與相近，熱效應(yīng)明顯出塔氣體與吸收液溫度超過入口，熱量分配取決于不同位置因吸收而放熱情況。MLMGVpMCG,LpMCL,第二十二頁，共48頁。另：1.若吸收劑揮發(fā)性明顯，在塔釜幾塊板上部分汽化，使該汽化的吸收劑與進(jìn)料氣中吸收劑的含量趨于平衡。于是有一個相反作用：吸收放出熱量→加熱液體→吸收劑汽化→冷卻液體——塔中部出現(xiàn)溫度極大值2.溶解熱的影響溶解熱大，溫度變化大，對吸收率影響大a、溫度升高，相平衡常數(shù)大，吸收推動力小。b、由于吸收過程要放熱，使汽液溫差大，除發(fā)生傳熱(chuánrè)過程外，還有傳質(zhì)過程發(fā)生?！獜?fù)雜性大返回(fǎnhuí)第二十三頁，共48頁。多組分吸收和解吸的簡捷(jiǎnjié)計算法第二十四頁，共48頁。一、吸收因子法1.吸收因子和解吸因子吸收過程定義：A=L/KV——i組分的吸收因子或因素（省i）a、無因次數(shù)群；b、L/V↑，K↓——A↑，有利于吸收；c、分離要求(yāoqiú)一定：A↑，N↓N一定：A↑，吸收程度↑——A的大小說明吸收難易。解吸過程定義：S=KV/L=1/A——i組分的解吸因子或因素第二十五頁，共48頁。用A、S表示(biǎoshì)平衡關(guān)系：2.Horton—Frankli方程(fāngchéng)（哈頓—富蘭克林）12n—1nn+1N-1N尾氣V1吸收劑L0原料氣VN+1吸收液LNn板物料(wùliào)衡算：第二十六頁，共48頁。用上式表示(biǎoshì)各組分在各板汽相量；第二十七頁，共48頁。依次(yīcì)類推；n=N時(4-22)第二十八頁，共48頁。方程——FranklinHorton-討論上式：1.計算吸收率的普遍式；2.式中K=f（T、P、組成），而組成不知?！嬎汶y3.采用(cǎiyòng)如下簡化形式作簡捷計算。第二十九頁，共48頁。1.平均吸收(xīshōu)因子法第三十頁，共48頁。(4-24)第三十一頁，共48頁。AAA=<=>jj111有：第三十二頁，共48頁。解（4—24）式若吸收劑中不含進(jìn)料組分(zǔfèn)第三十三頁，共48頁。例4-4計算(jìsuàn)：解：查，t=38℃時Ki進(jìn)料：C1C2C3i-C4n-C4i-C5n-C5n-C6已知：

yN+1不揮發(fā)的烴類38℃1.013MPa第三十四頁，共48頁。48.91lg1lg=---=AANjj3.

求塔板數(shù)N:第三十五頁，共48頁。⑶其它(qítā)組分吸收率的確定第三十六頁，共48頁。05.400=L解得0.4L求第三十七頁，共48頁。3、計算步驟(bùzhòu)總結(jié)已知：

求：

⑴確定(quèdìng)關(guān)鍵組分的吸收率⑵由

求N1）由確定(quèdìng)第三十八頁，共48頁。

2）

3）由

查圖或用公式(gōngshì)計算N⑶其它組分(zǔfèn)吸收率的確定第三十九頁，共48頁?！嬎汶y確定(quèdìng)和C+C‵+4+N四、流程（區(qū)別在于(zàiyú)解吸）本章(běnzhānɡ)目錄二、吸收過程(guòchéng)特點(diǎn)（2）易溶組分（即重組分）主要在塔底附近(fùjìn)若干級上被吸收；焦?fàn)t氣的油吸收以回收苯以及乙烯直接氧化制環(huán)氧乙烷生產(chǎn)中用吸收法分離(fēnlí)反應(yīng)氣體中的環(huán)氧乙烷等。（1）難溶組分（即輕組分）通常(tōngcháng)只在靠近塔頂?shù)膸准壉晃斩谄溆嗉壣献兓苄?；吸?xīshōu)目的產(chǎn)物的同時也吸收(xīshōu)了其他組分解吸塔吸收劑C‵+2可逆反應(yīng)的化學(xué)吸收過程Edmister指出：吸收主要發(fā)生在1、N二塊板上，可將N板吸收作為(zuòwéi)2板吸收計算。精餾(jīnɡliú)利用組分間相對揮發(fā)度不同使組分分離。平均有效因子法計算步驟：平均吸收(xīshōu)因子法適用條件：1）溶液為理想溶液2）全塔溫度(wēndù)變化不大3）氣相和液相流率變化不大。第四十頁，共48頁。2.平均有效(yǒuxiào)因子法Edmister提出：

利用與代替每板吸收因子，且保持不變，結(jié)果頗滿意。eA′111++-NNvvveA第四十一頁，共48頁。1132214332++++++++NNNNNNAAAAAAAAAAAAAALLLLLL132213221+++++++NNNNNNAAAAAAAAAAAAAALLLLLL第四十二頁，共48頁。吸收(xīshōu)和精餾的對比：平衡(pínghéng)態(tài)：（1）