化工分離過程節(jié)能技術(shù)

化工分離過程節(jié)能技術(shù)第1頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1分離過程節(jié)能的基本概念

混合物的分離必然消耗外能，能耗是大規(guī)模分離過程的關(guān)鍵指標(biāo)，因此，確定混合物分離的最小能耗，了解影響能耗的因素，尋求接近最小能耗的分離過程。節(jié)省能耗的措施：首先是選取適宜的分離方法，這是節(jié)能的關(guān)鍵步驟；其次是分離過程在總體工藝流程中進(jìn)行熱集成；再次是復(fù)雜混合物分離的適宜流程安排；最后是各具體分離操作的適宜操作條件和參數(shù)的確定，以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和尺寸的優(yōu)化等。第2頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月熱力學(xué)第二定律：

完成同一變化的任何可逆過程所需功相等。5.1.1有效能（熵）衡算連續(xù)穩(wěn)定分離系統(tǒng)：進(jìn)出系統(tǒng)物流變量：

n，zi，H，S（熵），Q系統(tǒng)對環(huán)境作功：

W第3頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月分離最小功是分離過程必須消耗的最小功的下限，只有當(dāng)分離過程完全可逆時，分離消耗的功才是分離最小功。5.1.2分離最小功第4頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月）（95-物一、分離理想氣體混合)85(-第6頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二、分離低壓下液體混合物第7頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.3熱力學(xué)效率熱力學(xué)效率是用來衡量有效能的利用率。分離過程熱力學(xué)效率的定義為：分離最小功與實際分離過程的有效能消耗（凈功耗）之比值。η＝△B分離

/W凈－Wmin、To=△B分離

該式表明，穩(wěn)態(tài)過程最小分離功等于物流的有效能增量。第8頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖精餾過程的凈耗功為：QCTCQRTRDW

F精餾塔若進(jìn)出體系的物料的焓相近時，近似有QR＝QC＝Q，則

第9頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月通常:

1)只依靠外加能量(ESA)的分離過程（如精餾、結(jié)晶），熱力學(xué)效率較高；2)除加入ESA，還需加入MSA的分離過程（如萃取精餾、共沸精餾、萃取、吸收和吸附等）熱力學(xué)效率較低；3)速率控制的分離過程熱力學(xué)效率更低。第10頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.4分離過程中有效能損失的主要形式(1)由于流體流動阻力造成的有效能損失D△p(2)節(jié)流膨脹過程的有效能損失(3)由于熱交換過程中推動力溫差存在造成的有效能損失D△T(4)由于非平衡的兩項物流在傳質(zhì)設(shè)備中混合和接觸傳質(zhì)造成的有效能損失Dmt第11頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月使凈功降低的方法：

降低壓差

減少溫差

減少濃度與平衡濃度差1）塔設(shè)備若N越多，使△P↑，不可逆性越大

可使：氣速↓，液層高度↓；使△P↓

但是：氣速↓，生產(chǎn)能力不變時D↑，投資費↑液層高度↓，板效率↓改進(jìn)方式：1.選擇合適的塔徑、液層高度

2.改板式塔為高效填料塔第12頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月2）再沸器、冷凝器若傳熱溫差小，不可逆性減小但是：傳熱面積↑，設(shè)備費用↑液層高度↓，板效率↓改進(jìn)方式：1.采用高效換熱器

2.改進(jìn)操作方式3）傳熱推動力、傳質(zhì)推動力精餾操作：Ln+1，Vn-1進(jìn)入n板，對Vn，Ln在n板溫度和濃度相互不平衡第13頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月改進(jìn)方式：1.傳熱推動力△T=（Tn-1—Tn）↓

2.傳質(zhì)推動力△y=（KnXn,i—yn-1,i）↓即：y-x圖中，操作線向平衡線靠近△T↓△y↓R>RmyAXAXAyAR=RmN=∞

換熱器∞臺塔徑：

中間大，兩頭小XAyA可逆精餾操作線與平衡線重合XAyA分段精餾增加兩個換熱器返回第14頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2精餾節(jié)能技術(shù)除了比較明顯的節(jié)能措施外，選擇適宜回流比、進(jìn)料熱狀態(tài)以及操作壓力等，都是重要的精餾節(jié)能措施。(1)最適宜回流比一方面，直接影響再沸器和冷凝器的熱負(fù)荷，決定了精餾分離的凈功效，因此，大體上確定了操作費用。另一方面，還與塔設(shè)備的投資密切相關(guān)：在Rm附近，R↑，設(shè)備費下降；在較高R處，R↑，設(shè)備費增大；適宜回流比：R=(1.2-1.3)Rm第15頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2精餾節(jié)能技術(shù)(2)最佳進(jìn)料熱狀態(tài)高溫精餾時（塔頂釜溫度高于環(huán)境溫度）

，當(dāng)D/F較大又有適用于加熱料液的低溫?zé)嵩磿r，應(yīng)盡量采用較低的q值，即以汽相或汽液混合物進(jìn)料為宜；當(dāng)D/F較小時，盡量采用較高q，即以液相進(jìn)料為宜；低溫精餾時，無論D/F多大，均采用較高的q值，即以液體進(jìn)料為宜；中等溫度精餾，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，確定最佳值。

第16頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2精餾節(jié)能技術(shù)(3)中間冷凝器和中間再沸器如能在塔中部設(shè)置中間冷凝器，就可以采用較高溫度的冷卻劑。如在塔中部設(shè)置中間再沸器，對于高溫塔，可應(yīng)用較低溫位的加熱劑。對于精餾，使操作線向平衡線靠攏，提高塔內(nèi)分離過程的可逆程度。第17頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2精餾節(jié)能技術(shù)第18頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2精餾節(jié)能技術(shù)(4)多效精餾多效精餾原理類似于多效蒸發(fā)，即利用若干壓力不同的精餾塔，按壓力高低順序給與組合，使相鄰兩塔之間將高壓塔頂?shù)恼羝鳛榈蛪核椎脑俜衅鞯念A(yù)熱介質(zhì)。從而使該分離系統(tǒng)能耗下降。第19頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2精餾節(jié)能技術(shù)第20頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2精餾節(jié)能技術(shù)(5)熱泵精餾將溫度較低的塔頂蒸汽經(jīng)壓縮后作為塔底再沸器的熱源，稱為熱泵精餾。有兩種形式的熱泵流程；熱泵精餾是消耗一定量的機(jī)械功來提高低溫蒸汽的能位而加以利用的。因此消耗單位機(jī)械能能回收的熱量是一項重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，稱為性能系數(shù)，常記為C.O.P.。顯然，對于沸點差小的混合物分離的精餾塔應(yīng)用熱泵精餾效果會更好。

第21頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2精餾節(jié)能技術(shù)(6)SRV精餾具有附加回流和蒸發(fā)的精餾簡稱；由綜合中間再沸，中間冷凝和熱泵精餾技術(shù)發(fā)展而成。

第22頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月一、分離順序數(shù)將混合物ABCDE···(按揮發(fā)度降低排列）分離為純組分。5.3.1簡單分離順序的合成ABAB二元：一個塔，一種方案三元：ABCABCABABCABCBC二個塔，二種方案第23頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四元：順序流程三個塔，五種方案ABCDABCDBCCDD按相對揮發(fā)度遞減采出ABCDAABCBCABD按相對揮發(fā)度遞增采出AABCDABCBCBCDABCDABCDBCDBCAABCDABBCCDD按相對揮發(fā)度交錯采出的逆序流程第24頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3分離順序的選擇1、首選分離方法為能量分離劑的方法（如普通精餾），其次選用是使用分離劑的方法（如吸收，液液萃取和特殊精餾）。因為后者須增設(shè)質(zhì)量分離劑的回收設(shè)備。但關(guān)鍵組分的相對揮發(fā)度小于1.05時，普通精餾在經(jīng)濟(jì)上不合算。2、易分離的組分先分若有A、B、C、D四組分，其含量相差不大。第25頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3分離順序的選擇3、易揮發(fā)組分先分，即按料液中各組分的揮發(fā)度遞減的次序從塔頂蒸出，可減少再沸器與全凝器的負(fù)荷。

4、盡可能對分（料液的等摩爾分割）當(dāng)D≈B時，塔主體可逆性增大，能耗可以節(jié)省。5、量多的組分先分含量最多的組分分離后，避免了該組分在后面塔中的多次蒸發(fā)、冷凝，減少了后繼塔的負(fù)荷，當(dāng)然比較經(jīng)濟(jì)。第26頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6、分離要求高和最困難分離的組分后分由于高純度分離的塔要求很多的板數(shù)，即塔較高，如還有其他非關(guān)鍵組分存在，塔中汽、液相流率將增大，要用較大的塔徑，使投資增加。7、有特殊組分的要先分易腐蝕的組分、熱敏性組分

5.3分離順序的選擇第27頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例6-2證明等溫分離二元理想氣體混合物為純組分，其最小功函數(shù)的極大值出現(xiàn)在等摩爾組成進(jìn)料的情況。證明：由計算此情況下最小功公式6－10對二元物系有：yBF=1-yAF,將之代入上式得第28頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月上式兩邊對yAF求導(dǎo)得：則1－yAF=yAF,解得yAF=0.5.令第29頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月由此證得，最小功函數(shù)的極大值出現(xiàn)在等摩爾組成進(jìn)料的情況。當(dāng)yAF<0.5，當(dāng)yAF>0.5，所以yAF=0.5時，有極大值。第30頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例6-2某丙烯(A)-丙烷(B)精餾塔。若進(jìn)料為泡點進(jìn)料，進(jìn)料量F=272.16kmol/h,HF=1740.38kJ/kmol，SF=65.79kJ/(kmol·K)，塔頂餾出液D=159.21kmol/h，HD=12793.9kJ/kmol，SD=74.69kJ/(kmol·K)，塔底釜液W=112.95kmol/h，HW=3073.37kJ/kmol，SW=66.10kJ/(kmol·K)，假設(shè)環(huán)境溫度T0＝294K。

計算⑴再沸器負(fù)荷(冷凝器負(fù)荷QC=32401526kJ/h給定)；⑵有效能變化；⑶當(dāng)再沸器加熱劑溫度TR=377.6K，冷凝器冷卻劑溫度TC=305.4K時的凈功消耗；⑷熱力學(xué)效率。第31頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月解：⑴作全塔熱量衡算：⑵己知T0＝294K第32頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月⑶凈功消耗⑷熱力學(xué)效率第33頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例苯－甲苯常壓精餾塔，進(jìn)料、餾出液及釜液的溫度分別為92℃、82℃和108℃，設(shè)環(huán)境溫度為20℃，塔頂冷凝器的熱負(fù)荷為997kW（用水冷卻），塔釜再沸器熱負(fù)荷為1025kw（用130℃蒸汽加熱）。試求過程凈功消耗。解：塔頂用水冷卻，設(shè)循環(huán)水溫為35℃（308K）則由式6－25第34頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例6-3將下列混合物分離成較純的單組分物流，進(jìn)料組成如下表，其中組分E具有毒性，試用有序試探法選出一種最佳簡單分離順序。組分進(jìn)料摩爾分率(kmol/h)相對揮發(fā)度要求產(chǎn)品的濃度（mol）

A

10

3.58含A94%

B

10

2.17含B94%

C

10

1.86含C94%

D

15

1.00含D94%

E

300.412含E94%第35頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月解：根據(jù)S1規(guī)則和C1規(guī)則，E為有毒氣體且含量最多，應(yīng)首先將其分離，所以第一步應(yīng)分離組分E；B、C組分間相對揮發(fā)度最小，相對最難分離，根據(jù)S2規(guī)則，B、C組分最后分離；A為最易分離的物體，所以第二步應(yīng)分離組分A。第36頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月具體分離順序第37頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3.分離過程的節(jié)能6.3.1.分離過程的熱力學(xué)分析精餾過程熱力學(xué)不可逆的原因

精餾過程不可逆的根本原因是三傳的不可逆性。其主要表現(xiàn)于以下幾方面：第38頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）流體流動時有（通過一定壓力梯度的動量傳遞）；（2）傳熱時有一定溫差（通過一定溫度梯度的熱量傳遞或不同溫度的物流直接混合）；（3）傳質(zhì)過程有濃度差（通過一定濃度梯度的質(zhì)量傳遞或不同化學(xué)位的物流直接混合）；（4）還可能存在不可逆化學(xué)反應(yīng)。第39頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月提高精餾過程熱力學(xué)效率的途徑

（1）降低流動過程的，變板式塔為填料塔是降低提高生產(chǎn)能力的主要途徑；（2）減小塔頂冷凝器和塔底再沸器的,常采用高效換熱器或改進(jìn)操作方式；（3）在較小R或不同R（設(shè)中間再沸器或中間冷凝器）下操作，以便降低傳熱傳質(zhì)的不可逆性（降低了所耗能量的品位，降低了有效能消耗，從而提高了熱力學(xué)效率）；第40頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）采用雙效或多效精餾（各塔采用不同壓力，使供入塔內(nèi)的熱量重復(fù)使用，重復(fù)使用的次數(shù)稱為效數(shù)）（5）對原料中各組分沸點差不大的系統(tǒng)采用熱泵流程。有效能的充分回收及利用采用加強(qiáng)設(shè)備的保溫及利用物流的部分顯熱或潛熱等措施減少過程的凈耗功

改變分離過程操作條件減少過程的凈耗功，如嚴(yán)控設(shè)計富裕度，選定最佳R

第41頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3.2.設(shè)置中間冷凝器和中間再沸器設(shè)置設(shè)置中間冷凝器和中間再沸器，使操作更趨于可逆精餾，凈功消耗降低，同時可回收或節(jié)省高位的能量。當(dāng)頂?shù)蜏夭钶^大時，效果尤佳。若在中間冷凝器和中間再沸器之間加一熱泵，效率更高。第42頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3.3.多效精餾利用若干壓力不同的精餾塔，按壓力高低順序進(jìn)行組合，使相鄰兩塔之間將高壓塔頂?shù)恼羝鳛榈蛪核椎脑俜衅鞯募訜峤橘|(zhì)

多效精餾比單效精餾可節(jié)省加熱蒸汽的30%-50%

但需增加設(shè)備投資，需要更高的控制系統(tǒng)。

第44頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月并流型混流型串聯(lián)型第45頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月低壓塔高壓塔F1F2D2W1W2D1低沸成分>高沸成分1、并流型2、逆流型低壓塔高壓塔FD2WD1SW低沸成分>高沸成分第46頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月3、混流型低壓塔高壓塔FD2WD1SW低沸成分>高沸成分W低壓塔高壓塔FW1W2DS低沸成分<高沸成分第47頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3.4.低溫精餾的熱泵熱泵——將精餾和制冷循環(huán)結(jié)合起來，把塔頂?shù)蜏靥幍臒崃總鬟f給塔釜高溫處的系統(tǒng)。解決辦法

將制冷與精餾結(jié)合起來，把熱量由低溫處傳向高溫處。存在問題

T頂<T釜，熱量不能自動由低溫傳向高溫提出設(shè)想將塔頂移出熱量拿到塔釜供熱精餾操作共同特點

塔頂溫度低于塔底溫度塔頂需供冷移熱，塔釜須供熱

第48頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)采用外部致冷劑的熱泵（閉式熱泵）DW

F精餾塔第49頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)采用壓縮塔頂蒸汽的熱泵（開式A型熱泵）

FDW精餾塔第50頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)采塔底液體閃蒸的熱泵（開式B型熱泵）低溫精餾采用熱泵可提高熱力學(xué)效率。當(dāng)原料中各組分沸點接近，且沸點均小于環(huán)境溫度時，效果更佳。DW

F精餾塔第51頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月雙塔式熱泵精餾流程第52頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)熱泵精餾節(jié)能例子將溫度較低的塔頂蒸汽經(jīng)壓縮后作為塔底再沸器的熱源消耗一定量的機(jī)械功來提高低溫蒸汽的能位而加以利用

1234第53頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3.5有關(guān)分離操作的節(jié)能經(jīng)驗規(guī)則P202表6-1１、如果進(jìn)料混合物中不止存在一相，則首選采用機(jī)械分離２、避免熱量、冷量或機(jī)械功的損失；采用合適的絕熱措施；避免排出大量熱的或冷的產(chǎn)品，質(zhì)量分離劑等等３、避免作過于安全的設(shè)計和（或）沒有必要使分離過度的實際操作；對于生產(chǎn)能力變動的裝置，則尋求有效調(diào)節(jié)范圍的設(shè)計４、尋求有效的控制方案，以降低不穩(wěn)定操作時的過量能耗和減少由于能量積累所引起的相互影響對過程的干擾第54頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月５、在過程構(gòu)成中尋求有效能最大者（或成本費用最大者）作為首要對象，通過過程的改進(jìn)以降低能耗６、在相際轉(zhuǎn)移時，優(yōu)先分離掉轉(zhuǎn)移量少的而不是轉(zhuǎn)移量多的組分７、使用的換熱器要適當(dāng)，換熱器如果較貴，就要尋找傳熱系數(shù)較高的８、盡力減少質(zhì)量分離劑的流量，只要選擇性可以達(dá)到要求，優(yōu)先選擇Ｋ１大的分離劑９、只要好用，優(yōu)先選擇分離因子高的方案第55頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月10、避免將不相同組成溫度的物流混合的設(shè)計11、分清不同形式的能量以及不同溫度水平的冷量和熱量的價值差別；加進(jìn)和引出熱量要使其溫度水平接近于所需要的或是所具有的值；盡量有效地利用熱源和熱阱之間的整個溫差，例如多效蒸發(fā)12、對于在較小溫差下輸入熱量來進(jìn)行分離的過程，可以考慮使用熱泵的可能性13、適當(dāng)采用分級或逆流操作，以降低分離劑用量第56頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月14、當(dāng)分離因子差不多時，優(yōu)先選用能量分離劑過程，而其次選質(zhì)量分離劑過程，同時，如有必要分級，則優(yōu)先考慮平衡過程，其次才考慮速率控制過程15、在能量分離劑過程中，優(yōu)先選擇那些相變化潛熱較低的分離劑16、如果壓力降在能耗方面占重要地位，應(yīng)設(shè)法尋找能夠降低壓力降的有效的設(shè)備內(nèi)件第57頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.4分離過程系統(tǒng)合成6.4.1.分離順序數(shù)若分離為清晰分離塔（銳分離器），分離順序數(shù)SC：當(dāng)采用多種分離方法時第58頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

6.4.2

分離順序的合成方法調(diào)優(yōu)法――以某個初始精餾塔序為出發(fā)點，按照一定的調(diào)優(yōu)法則和策略對它進(jìn)行逐步改進(jìn)，最終合成出最優(yōu)分離順序。確定分離順序的方法：調(diào)優(yōu)法算法合成法（最優(yōu)合成法）經(jīng)驗法（試探法）第59頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月經(jīng)驗法：依據(jù)經(jīng)驗規(guī)則對具體問題進(jìn)行定性分析而確定分離序列的方法。其優(yōu)點是使用簡便，不需進(jìn)行十分繁雜的計算即可從大量可能的序列中篩選出接近最優(yōu)的序列。不足是缺乏嚴(yán)格的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，不能合成出最優(yōu)的序列。算法合成技術(shù)：有數(shù)學(xué)規(guī)劃法、分支界限法、有序搜索法和有序分支搜索法等。第60頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.4.2.1試探法

(1)關(guān)于分離方法選擇的經(jīng)驗規(guī)則首選分離方法為ESA的方法（如普通精餾），其次選用是使用MSA的方法（如吸收，液液萃取和特殊精餾）。關(guān)鍵組分的相對揮發(fā)度<1.05時，普通精餾在經(jīng)濟(jì)上不合算盡量不用真空蒸餾和冷凍操作第61頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)設(shè)計方面的經(jīng)驗規(guī)則傾向于采用產(chǎn)品數(shù)目最少的分離序列由分離塔直接得產(chǎn)品是最好的，要避免分離得到的產(chǎn)物混合調(diào)配而得產(chǎn)品。第62頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)與組分性質(zhì)有關(guān)的經(jīng)驗規(guī)則優(yōu)先分離熱穩(wěn)定性差、具有腐蝕性和毒性的組分；優(yōu)先分離出能發(fā)生反應(yīng)的組分；產(chǎn)品純度要求高的分離放在分離序列的最后；最難分離的組分最后分離；優(yōu)先分離易于分離的組分。第63頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)與組成和經(jīng)濟(jì)性有關(guān)的規(guī)則傾向于一分為二的分離；較輕的組分優(yōu)先分離；將含量最高的組分優(yōu)先分離；盡量使分離單元內(nèi)上升的氣相流率最小。第64頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用這些規(guī)則的最好方法是①同時滿足（或近似滿足）幾條規(guī)則的序列應(yīng)予優(yōu)先考慮；②同時考慮用不同試探規(guī)則確定的幾種序列；③確定起主要作用的規(guī)則；④保留2～3個最好的序列。第65頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.4.2.2有序試探法

四大類：分離方法（M）試探規(guī)則，主要是對某一特定的分離任務(wù)，確定最好采用哪一類分離方法；設(shè)計（D）試探規(guī)則，主要決定最好采用的某個特定性質(zhì)的分離順序；組分（Ｓ）試探規(guī)則，根據(jù)被分離組分性質(zhì)上的差異而提出的規(guī)則；組成（C）規(guī)則，表示進(jìn)料組成及產(chǎn)品組成對分離費用的影響。第66頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)M規(guī)則

M1規(guī)則：優(yōu)先采用ESA的方法，其次才考慮采用MSA的方法，若采用MSA，應(yīng)在下一級分離中將其除去，并且不能用MSA來分離另MSA。M2規(guī)則：盡量避免采用真空精餾、冷凍操作。第67頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)D規(guī)則產(chǎn)品集合中元素最少的分離序列最有利(3)S規(guī)則S1規(guī)則：首先除掉具有腐蝕性、毒性組分，以減少污染，對后續(xù)設(shè)備及操作條件就不必提出過高的要求。S2規(guī)則：最后處理難分離和分離要求高的組分。第68頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

(4)C規(guī)則C1規(guī)則：規(guī)定應(yīng)將進(jìn)料中含量最多的組分首先分離出去。C2規(guī)則：指出等摩爾分割最有利。、難以判斷哪一種分離最接近一分為二，選擇最大CES處為分離點（CES）=f×ΔΔ欲分離兩個組分的沸點差，或Δ＝（α-1)×100；f=D/W，D≤W；f=W/D，D＞W(wǎng)。第69頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月這七條規(guī)則的重要性按下列次序排列：

M1＞M2＞D＞S1＞S2＞C1＞C2

類別經(jīng)驗規(guī)則ＭＭ１優(yōu)先使用能量分離劑的方法Ｍ２盡可能避免采用真空精餾及冷凍操作ＤＤ選擇能產(chǎn)生最少產(chǎn)品集合的分離順序ＳＳ１首先移除腐蝕性和危險性的組分Ｓ２將最困難的分離放在分離順序的最后ＣＣ１先分離出含量最多的組分Ｃ２優(yōu)先采用等摩爾分割或ＣＥＳ數(shù)值最大的分割第70頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例6-3將下列混合物分離成較純的單組分物流，進(jìn)料組成如下表，其中組分E具有毒性，試用有序試探法選出一種最佳簡單分離順序。組分進(jìn)料摩爾分率(kmol/h)相對揮發(fā)度要求產(chǎn)品的濃度（mol）

A

10

3.58含A94%

B

10

2.17含B94%

C

10

1.86含C94%

D

15

1.00含D94%

E

30

0.412含E94%第71頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月解：根據(jù)S1規(guī)則和C1規(guī)則，E為有毒氣體且含量最多，應(yīng)首先將其分離，所以第一步應(yīng)分離組分E；B、C組分間相對揮發(fā)度最小，相對最難分離，根據(jù)S2規(guī)則，B、C組分最后分離；A為最易分離的物體，所以第二步應(yīng)分離組分A。第72頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月具體分離順序第73頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6.4.3復(fù)雜塔的分離順序(略）在簡單分離塔的基礎(chǔ)上加上多段進(jìn)料、側(cè)線出料、預(yù)分餾、側(cè)線精餾、側(cè)線提餾和熱偶合等組合方式構(gòu)成復(fù)雜塔及包括復(fù)雜塔在內(nèi)的塔序，力求降低能耗。第74頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、按相對揮發(fā)度遞減的順序逐個從塔頂分離出各組分（直接分離序列）

恩德伍德公式兩邊同乘以D：對普通精餾塔塔序可從以下規(guī)則加以考慮第75頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）LNK存在，,塔頂組分越多，塔頂冷凝器和塔釜再沸器傳熱負(fù)荷越大，能耗大。所以，上順序優(yōu)。（2）當(dāng)混合物中某些組分沸點小于常溫時，該規(guī)則可使難凝組分首先分離出，減少高壓或低溫塔的數(shù)目。第76頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月2、

最難分離組分應(yīng)放在塔序的最后第77頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）使級間流率↓，再沸器加入熱量↓,凈功消耗↓

；（2）塔頂與塔底溫差↓

，使凈功消耗↓

；（3）分離難分離組分精餾塔（N多塔高）的級間流率↓

，塔徑↓

，設(shè)備費用↓

。第78頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月3、各塔的餾出液和釜液摩爾流率盡量接近全塔內(nèi)回流比較平衡，操作可逆性好，效率高，凈功消耗低。第79頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月4、分離收率很高的組分應(yīng)最后分出此塔N多塔高放于最后減小塔徑，減小設(shè)備費用。5、進(jìn)料含量高的組分盡量提前分出避免該組分在后繼塔中多次蒸發(fā)和冷凝，減小后繼塔的流率和冷凝器、再沸器的負(fù)荷，節(jié)省能耗和設(shè)備費用

第80頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月6、特殊組分的要先分

當(dāng)上面各條規(guī)則發(fā)生