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1、第十章第十章 分离过程及设备的选择分离过程及设备的选择1FLGC10.1 气液传质设备的处理能力与效率气液传质设备的处理能力与效率10.1.1 气液传质设备处理能力的影响因素气液传质设备处理能力的影响因素液液泛泛：在在板板式式塔塔中中，液液泛泛气气速速随随L/V的的减减小小和和板板间间距距的的增增大大而而增增大大；在在填填料料塔塔中中，液液泛泛气气速速随随L/V的的减减小小、液液体体粘粘度度的的减减小小、填填料料空空隙隙率率的的增增大大而而增增加加。液液泛泛气气速速越越大大，说说明明处处理理能力越大。能力越大。雾沫夹带：对板效率有不利的影响雾沫夹带：对板效率有不利的影响 随随板板间间距距的的减
2、减小小而而增增大大，随随塔塔负负荷荷的的增增加加急急剧剧上上升升。在在低低L/V或低压下，雾沫夹带是限制处理能力的主要因素。或低压下，雾沫夹带是限制处理能力的主要因素。FLGC压压力力降降：真真空空操操作作，压压力力降降存存在在一一个个上上限限；板板式式塔塔中中，压压力降大可能引起液泛。力降大可能引起液泛。停留时间：停留时间越长，板效率越高，但处理能力越低。停留时间：停留时间越长，板效率越高，但处理能力越低。FLGC1、塔板效率的表示法、塔板效率的表示法 1）总板效率）总板效率EO( 全塔效率）全塔效率）达到指定分离效果所需理论板层数与实际板层数的比值。达到指定分离效果所需理论板层数与实际板层
3、数的比值。 将影响传质过程的动力学因素全部归纳到总板效率内，将影响传质过程的动力学因素全部归纳到总板效率内，简单地反映了整个塔内的平均传质效果简单地反映了整个塔内的平均传质效果。10.1.2 气液传质设备的效率极其影响因素FLGC2）单板效率）单板效率EM(默弗里效率默弗里效率 ) 其其含含义义是是：实实际际进进出出板板的的汽汽相相浓浓度度差差(yj-yj+1)与与达达到到平平衡衡时时的的汽相浓度差汽相浓度差(yj*-yj+1)之比。直接反映该层塔板的传质效果之比。直接反映该层塔板的传质效果 。的关系：的关系： 对对二二组组分分溶溶液液，用用易易挥挥发发或或难难挥挥发发组组分分表表示示的的板板
4、效效率率相相同同，但对多组分溶液，不同组分的板效率不同但对多组分溶液，不同组分的板效率不同FLGC单单板板效效率率与与全全塔塔效效率率的的区区别别：单单板板效效率率可可直直接接反反映映该该层层塔塔板板的的传传质质效效果果，二二者者定定义义的的基基准准不不同同，全全塔塔效效率率是是基基于于所所需需理理论论板板数数的的概概念念，单单板板效效率率基基于于该该板板理理论论增增浓浓程程度的概念。度的概念。FLGC3）点效率）点效率EOG 点点效效率率与与单单板板效效率率的的区区别别：点点效效率率中中的的y、y*为为塔塔板板上上某某点点的的气气相相组组成成和和平平衡衡组组成成；单单板板效效率率中中的的yj
5、、yj*为为离离开塔板的气相平均组成、与开塔板的气相平均组成、与xn成相平衡的气相平均组成。成相平衡的气相平均组成。分析：什么情况下，点效率和单板效率的数值相同？分析：什么情况下，点效率和单板效率的数值相同？ FLGC4）传质单元高度（）传质单元高度（HTU）传传质质单单元元高高度度用用来来表表示示填填料料塔塔的的传传质质效效率率，HTU越越低低，效效率越高。率越高。式中式中 (HTU)OG气相总传质单元高度，气相总传质单元高度，m V气相流率，气相流率，mol/h KG组分的气相总传质系数，组分的气相总传质系数，mol/(m2.h) a 填料的有效比表面积，填料的有效比表面积，m2/m3 A
6、塔横截面积，塔横截面积，m2 FLGC5） 等板高度（等板高度（HETP） 对对于于填填料料型型精精馏馏塔塔，等等板板高高度度就就是是相相当当于于一一块块理理论论板板作作用用的的填填料料层层高高度度（HETP）: HETP =Z /N对对于于板板式式塔塔，传传质质区区高高度度Z等等于于板板间间距距乘以塔板数，所以乘以塔板数，所以HETP填填料料层层高高度度块块理理论论板板ZN只有只有HETP是两类塔共同使用的是两类塔共同使用的FLGCa a）物系性质：）物系性质： 粘度、密度、表面张力及相对挥发度等。粘度、密度、表面张力及相对挥发度等。b b）塔板结构：塔板结构： 塔径、板间距、堰高及开孔率等
7、。塔径、板间距、堰高及开孔率等。 c c）操作条件：操作条件： 温度、压强、气体上升速度及气液流量比。温度、压强、气体上升速度及气液流量比。 2.影响效率的因素影响效率的因素FLGC1）传质速率与效率的关系）传质速率与效率的关系假假定定板板上上空空间间的的气气体体完完全全混混合合，液液相相组组成成在在垂垂直直方方向向上上与与液液层层高高度度z无无关关，当当气气相相通通过过板板上上液液层层高高度度为为dz的的微微元元时时，组分组分i的传质量为的传质量为积分积分NOG-气体总传质单元数气体总传质单元数FLGC由点效率定义可得由点效率定义可得NOG与与EOG的关系：的关系：可可以以看看出出：当当气气
8、相相流流率率G一一定定，点点效效率率的的数数值值随随Z、a和和KG的的增增大大而而增增大大。因因此此，塔塔板板上上液液层层愈愈厚厚，气气泡泡越越分分散散，表表面湍动程度越高，点效率越高。面湍动程度越高，点效率越高。根据双膜理论可知根据双膜理论可知因此，知道因此，知道NG和和NL，即可求得点效率，即可求得点效率FLGC2）流型和混合效应与效率的关系）流型和混合效应与效率的关系a. 板板上上液液体体完完全全混混合合：若若板板上上液液体体在在流流动动方方向向和和塔塔板板垂垂直直方方向向上上都都是是完完全全混混合合的的，则则板板上上各各点点液液相相组组成成均均相相同并等于该板出口溢流液的组成，即同并等
9、于该板出口溢流液的组成，即若若进进入入j板板的的气气相相组组成成是是均均一一的的，则则液液体体完完全全混混合合时时，气气相相中所有点的组成相同中所有点的组成相同FLGCb 液体完全不混合且停留时间相同（活塞流）液体完全不混合且停留时间相同（活塞流）由物料衡算可得由物料衡算可得完全不混合完全不混合完全混合完全混合1由图可知，完全不混合时，由图可知，完全不混合时，表表明明当当NOG一一定定时时，混混合合作作用用的的减减弱弱使使EMV增增大大，且且越小，越小，EMV越大越大0.5 1 1.5 2.02FLGCc 液体部分混合液体部分混合纵向混合使纵向混合使EMV/EOG降低，横向混合使降低，横向混合
10、使EMV/EOG增加增加AIChE模型（模型（仅考虑液相停留时间均一条件下的纵向混合影响）彼克来数彼克来数涡流扩散系数涡流扩散系数液体在板上的平均停留时间液体在板上的平均停留时间FLGC总论：总论：液相纵向不完全混合对板效率起有利的影响；液相纵向不完全混合对板效率起有利的影响；不均匀流动尤其是环流产生不利影响；不均匀流动尤其是环流产生不利影响；横向混合能削弱液相不均匀流动的不利影响；横向混合能削弱液相不均匀流动的不利影响；随塔径的增大纵向不完全混合的有利影响将减弱。随塔径的增大纵向不完全混合的有利影响将减弱。FLGC3） 雾沫夹带与效率的关系雾雾沫沫夹夹带带使使一一部部分分重重组组分分含含量量
11、较较高高的的液液相相直直接接随随同同气气相相进进入入上上一一层层塔塔板板，从从而而降降低低了了上上一一层层塔塔板板上上轻轻组组分分的的浓浓度度，抵消了部分分离效果，降低了板效率。抵消了部分分离效果，降低了板效率。Colburn推导了雾沫夹带对板效率的影响关系：推导了雾沫夹带对板效率的影响关系：单位液体流率的雾沫夹带量单位液体流率的雾沫夹带量FLGC4）物性的影响液液体体的的粘粘度度高高会会使使液液相相扩扩散散系系数数变变小小，导导致致传传质质速速率率低低，故效率低故效率低密密度度梯梯度度对对传传质质系系数数的的影影响响表表现现在在传传质质界界面面上上是是否否形形成成混混合合漩漩涡涡，当当在在密
12、密度度差差推推动动下下，产产生生环环流流有有利利于于提提高高液液相相传传质系数。质系数。表表面面张张力力：两两组组分分精精馏馏中中，若若易易挥挥发发组组分分表表面面张张力力小小，板板式式塔塔上上易易形形成成更更稳稳定定的的泡泡沫沫层层，在在填填料料塔塔的的填填料料上上易易形形成成稳定的液体薄膜，可提高效率稳定的液体薄膜，可提高效率FLGC10.1.3 气液传质设备的效率估算一、板式塔一、板式塔三种方法：三种方法：（1）从工业数据归纳经验关联式；）从工业数据归纳经验关联式； （2）依赖传质速率的半理论模型）依赖传质速率的半理论模型 （3）从实验装置或工厂直接得到的数据）从实验装置或工厂直接得到的
13、数据FLGC1.经验关联经验关联用于估计板式塔的全塔效率用于估计板式塔的全塔效率（1）奥康内尔（）奥康内尔（Oconnell）关联方法）关联方法精精馏馏塔塔：采采用用相相对对挥挥发发度度 与与液液相相粘粘度度 L 的的乘乘积积为为参参数来表示全塔效率数来表示全塔效率 ET： 与与与与 L L 取取取取塔塔塔塔顶顶顶顶与与与与塔塔塔塔底底底底平平平平均均均均温温温温度度度度下下下下的的的的值值值值。对对对对多多多多组组组组分分分分物物物物系系系系，取取取取关关关关键键键键组组组组分分分分的的的的 。液液液液相相相相的的的的平平平平均均均均粘粘粘粘度度度度 L L 可可可可按加和估算按加和估算按加
14、和估算按加和估算 FLGC横坐标横坐标 L / HP中：中：H 塔顶塔底平均温度下溶质的亨利系数，塔顶塔底平均温度下溶质的亨利系数，kmol/(m3 kPa)；P 操作压强，操作压强，kPa； L 塔顶塔底平均组成及平均温度下的液相粘度，塔顶塔底平均组成及平均温度下的液相粘度，mPa s 。 吸收塔：吸收塔：用用 作为参数表示全塔效率作为参数表示全塔效率FLGC（2）对对于于吸吸收收和和解解吸吸操操作作，Edmister和和Lockhart修修改改了了Oconnell的关系式，直接使用的关系式，直接使用K值值估估计计全塔效率，全塔效率，K为为吸收或解吸的气液平衡常数吸收或解吸的气液平衡常数ML
15、液体的相液体的相对对分子分子质质量量uL为为液体的粘度，液体的粘度，Pa.s见图10-11（P441）FLGC2.半理论模型基基于于传传质质的的双双膜膜理理论论，AIChE和和Zuiderweg提提出出半半理理论论的的板板效率计算方法效率计算方法（1） AIChE法法将将影影响响塔塔板板效效率率的的因因素素归归为为四四个个：气气相相传传质质速速率率、液液相相传传质质速率、塔板上液相返混和速率、塔板上液相返混和雾雾沫沫夹带夹带.计计算方法如下：算方法如下：FLGC1）计算气相传质单元数）计算气相传质单元数NG为传质单为传质单元数元数hW 溢流堰高溢流堰高 F 因子因子 ,u为为操作气速，操作气速
16、，G为为气相密度气相密度 Lv 液相的体液相的体积积流率流率lf 液体流程的平均液体流程的平均宽宽度度Sc 气相施密特数气相施密特数G-气相粘度，气相粘度，G为为气相密度，气相密度，DG为为气相气相扩扩散系数散系数FLGC2）计算液相传质单元数）计算液相传质单元数tL液体在板上的平均停留时间l 板上液体流程长度（内外堰之间的距离）Zc 板上的持液量，m3/m2鼓泡面积FLGC3）计算气相总传质单元数）计算气相总传质单元数4）点效率）点效率5）液相返混程度）液相返混程度涡流扩散系数可用经验公式：涡流扩散系数可用经验公式：FLGC6）查图）查图10-5 得干板效率得干板效率EMV7）查图）查图10
17、-12 和图和图10-13求得雾沫夹带量求得雾沫夹带量8）计算校正雾沫夹带影响后的板效率）计算校正雾沫夹带影响后的板效率EaFLGC（2）Zuiderweg法法针对筛板塔估算其气相板效率针对筛板塔估算其气相板效率1）估计气相传质系数）估计气相传质系数2）估计液相传质系数）估计液相传质系数FLGC3）计算气相总传质系数）计算气相总传质系数4）求点效率）求点效率a单位鼓泡面积上的气单位鼓泡面积上的气-液界面面积液界面面积uG鼓泡面上的气速鼓泡面上的气速亨利系数亨利系数5）计算气相）计算气相Murphree板效率板效率m为以摩尔比表示的亨利系数m=y/xFLGC3. 由实验装置确定板效率当当没没有有
18、分分离离物物系系的的气气液液平平衡衡数数据据，特特别别是是对对于于高高度度非非理理想想溶溶液或可形成共沸物的情况，塔板数最好通过实验室确定液或可形成共沸物的情况，塔板数最好通过实验室确定用用特特定定的的Oldershaw塔塔（每每块块板板上上的的液液体体基基本本完完全全混混合合）可可测定点效率测定点效率1）测定泛点）测定泛点2）在约）在约60%泛点下操作泛点下操作3）通过实验调整塔板数和流率，达到预期的分离程度）通过实验调整塔板数和流率，达到预期的分离程度4）假假设设工工业业塔塔与与Oldershaw塔塔在在相相同同的的液液气气比比条条件件下下操操作作，需要相同的塔板数需要相同的塔板数FLGC
19、二、填料塔利利用用传传质质单单元元高高度度（HTU）体体现现传传质质效效率率，通通常常用用经经验验关关联式计算联式计算利用等板高度（利用等板高度（HETP）与平衡级配合，估计填料高度：）与平衡级配合，估计填料高度：当汽液比和相平衡常数为定值时，当汽液比和相平衡常数为定值时，HETP的粗略估算：的粗略估算：1）鲍鲍尔尔环环及及类类似似的的高高效效乱乱堆堆填填料料，用用于于低低粘粘度度液液体体的的分分离物系离物系dp为填料的有效直径为填料的有效直径FLGC鲍尔环填料鲍尔环填料FLGC2）规整填料，用于低压至中等压力下低粘度液体的分离规整填料，用于低压至中等压力下低粘度液体的分离3）粘性液体的吸收）
20、粘性液体的吸收4）真空塔）真空塔FLGC5）高压塔（）高压塔（1379kPa）对规整填料对规整填料6）小直径塔（）小直径塔（0.3mD1/24时，时，K=1；当（当（DS-DR)/D1/24时，时，K=2.1DS-为固定环内径为固定环内径DR为转盘直径为转盘直径D为塔径为塔径FLGC经验公式经验公式筛板塔：筛板塔：转盘塔转盘塔FLGC二、临界滞液分率与液泛速度二、临界滞液分率与液泛速度当当uc固固定定时时，增增加加ud，则则滞滞液液分分率率d随随之之增增加加直直至至泛泛点点，此此时时的滞液分率称的滞液分率称为临为临界滞液分率界滞液分率dF液泛液泛时时两相的空塔速度是操作的极限速度，称液泛速度两
21、相的空塔速度是操作的极限速度，称液泛速度连续连续相液泛速度与相液泛速度与临临界滞液分率的关系：界滞液分率的关系：分散相液泛速度与分散相液泛速度与临临界滞液分率的关系界滞液分率的关系喷洒塔喷洒塔FLGC表表明明临临界界滞滞液液分分率率与与特特性性速速度度无无关关，只只与与两两相相空空塔塔速速度度有有关关，因因此此由由液液泛泛速速度度可可计计算算液液泛泛时时的的滞滞液液分分率率；或或由由滞滞液液分率和特性速度分率和特性速度计计算液泛速度算液泛速度。FLGC转盘塔操作特性与液泛转盘塔操作特性与液泛转转盘盘塔塔的的临临界界转转速速把把操操作作区区域域分成三个：分成三个： 区区转转速速较较低低，没没有有
22、明明显显的的分分散作用散作用区区随随转转速速增增加加，液液体体的的湍湍动动增加增加 区为操作区，区为操作区，转速继续增加，就会产生液泛转速继续增加，就会产生液泛 AB液泛液泛转速转速分散相滞液分率分散相滞液分率FLGC转盘塔的液泛速度计算：转盘塔的液泛速度计算：1）计算特性速度）计算特性速度2）计算滞液分率）计算滞液分率3）计算液泛时的空塔速度）计算液泛时的空塔速度FLGC脉冲筛板塔操作特性与液泛脉冲筛板塔操作特性与液泛筛筛板板塔塔的的操操作作特特性性与与物物系系性性质质（流流体体的的粘粘度度、密密度度差差及及两两相相界界面面张张力力）、设设备备结结构构（筛筛板板孔孔径径、自自由由截截面面及及
23、板板间间距距）以以及操作条件（脉冲频率、脉冲振幅及两相流速）有关及操作条件（脉冲频率、脉冲振幅及两相流速）有关区区为为由由于于脉脉冲冲强强度度不不足足引引起起的液泛区的液泛区 区区为为混混合合澄澄清清区区，操操作作稳稳定定但传质效率低；但传质效率低； 为乳化区，分散均匀为乳化区，分散均匀 由乳化向液泛的过渡区由乳化向液泛的过渡区 脉冲强度过大引起的液泛区脉冲强度过大引起的液泛区 液泛特性曲线液泛特性曲线两相总空塔流速两相总空塔流速脉冲频率脉冲频率FLGC脉冲筛板塔的液泛速度计算脉冲筛板塔的液泛速度计算除与喷洒塔相同的方法外，还有除与喷洒塔相同的方法外，还有：不不同同筛筛板板结结果果和和分分离离
24、体体系系的的n值值见表见表10-3FLGC三、塔径的计算确定了两相液泛速度之后，取其确定了两相液泛速度之后，取其6075%作为设计速度，作为设计速度，计算所需塔径计算所需塔径FLGC例例10-2 在在转转盘盘塔塔中中有有机机溶溶剂剂萃萃取取烃烃类类混混合合物物中中的的芳芳烃烃。原原料料处处理理量量100吨吨/天天，溶溶剂剂：进进料料=5：1（质质量量）。取取溶溶剂剂相相为连续为连续相。有关物性数据相。有关物性数据为为溶溶剂剂 转盘转盘塔塔转转速速n=0.5结结构尺寸的比例构尺寸的比例为为：试计试计算所需塔径。算所需塔径。烃烃FLGC10.2.2 影响萃取塔效率的因素分散相液滴尺寸液滴内的环流液
25、滴的凝聚和再分散界面现象轴向混合（自学）FLGC10.2.3 萃取塔效率萃萃取取塔塔的的效效率率常常以以一一个个理理论论级级的的当当量量高高度度（HETS）和和传传质质单元高度（单元高度（HTU）来表示）来表示1. 2. 以萃取相为基准的传质单元高度以萃取相为基准的传质单元高度以萃余相为基准的传质单元高度以萃余相为基准的传质单元高度FLGC萃取塔的板效率萃取塔的板效率离开第离开第n块板萃余相溶质的摩尔分数块板萃余相溶质的摩尔分数与萃取相与萃取相xE,n成平衡的萃余相溶成平衡的萃余相溶质质的摩的摩尔尔分数分数FLGC10.3 传质设备的选择传质设备的选择10.3.1 气液传质设备的选择气液传质设
26、备的选择一、板式塔和填料塔型的选择一、板式塔和填料塔型的选择项目项目板式塔板式塔填料塔填料塔压降压降较大较大小尺寸填料较大，大尺寸及规整填料较小小尺寸填料较大，大尺寸及规整填料较小空塔气速空塔气速较大较大小尺寸填料较小，大尺寸及规整填料较大小尺寸填料较小，大尺寸及规整填料较大塔效率塔效率较稳定，效率较高较稳定，效率较高传统填料效率低，新型填料效率高传统填料效率低，新型填料效率高持液量持液量较大较大较小较小液气比液气比适应范围较大适应范围较大较小较小安装检修安装检修较易较易较难较难造价造价大直径时较低大直径时较低新型填料投资较大新型填料投资较大FLGC板式塔和填料塔的选择从以下几个方面考虑：1.
27、物系性质u被处理介质有腐蚀性时，常用填料塔，可选用耐腐蚀的非金属材质被处理介质有腐蚀性时，常用填料塔，可选用耐腐蚀的非金属材质u对于易发泡的物质，填料塔更合适（对于易发泡的物质，填料塔更合适（填料对泡沫有限制和破碎作用）u热热敏敏性性物物质质或或真真空空下下操操作作的的物物系系宜宜采采用用填填料料塔塔（填料塔内滞液量少，物料在塔内停留时间短）u高粘度物料的分离选用填料塔（高粘度物料的分离选用填料塔（在板式塔中的鼓泡传质效果比较差）u易聚合或含有固体悬浮物的物料，宜选用板式塔易聚合或含有固体悬浮物的物料，宜选用板式塔u分分离离热热效效应应比比较较强强的的物物系系宜宜采采用用板板式式塔塔（塔板滞液
28、量大，便于安装加热或冷却装置）FLGC塔的操作条件：板板式式塔塔的的直直径径一一般般不不小小于于0.6m，填填料料塔塔的的直直径径不不受受限限制制；但要考虑经济与塔径的关系但要考虑经济与塔径的关系填填料料塔塔的的操操作作弹弹性性小小，对对液液体体负负荷荷变变化化比比较较敏敏感感，设设计计良良好的板式塔有较大的操作弹性好的板式塔有较大的操作弹性塔的操作方式：间间歇歇精精馏馏过过程程：填填料料塔塔的的滞滞液液量量较较板板式式塔塔小小，采采用用填填料料塔塔可以减少中间馏分的采出量可以减少中间馏分的采出量对多进料口和有侧线采出的精馏塔，板式塔更简便对多进料口和有侧线采出的精馏塔，板式塔更简便FLGC1
29、0.3.2 萃取设备的选择萃取设备的选择主要遵循以下几个原则：萃取设备的选择主要遵循以下几个原则：1.理理论论级级数数：所所需需理理论论级级数数小小于于5时时，各各种种萃萃取取设设备备均均可可选选用用，当当所所需需的的理理论论级级数数为为5或或更更多多时时，一一般般可可选选择择转转盘盘塔塔、往往复复振振动动筛筛板板塔塔和和脉脉冲冲塔塔，理理论论级级数数更更多多时时，只只能能选用混合澄清池选用混合澄清池2.处理量处理量处理量大，可选用转盘塔、筛板塔甚至混合处理量大，可选用转盘塔、筛板塔甚至混合-澄清池；澄清池；3.停留时间停留时间时时间间短短，可可选选用用离离心心萃萃取取器器；时时间间足足够够长
30、长，选选用用混混合合澄澄清池清池FLGC4. 两相流量比两相流量比流流比比过过大大，不不宜宜采采用用喷喷洒洒塔塔、填填料料塔塔和和筛筛板板塔塔；混混合合澄澄清清池池和离心萃取器不受流比的影响和离心萃取器不受流比的影响5. 物系的性质物系的性质密密度度小小、粘粘度度高高、界界面面张张力力大大的的物物系系不不宜宜采采用用喷喷洒洒塔塔、填填料料塔和筛板塔等无外加能量的设备，宜选用离心萃取器塔和筛板塔等无外加能量的设备，宜选用离心萃取器腐腐蚀蚀性性大大的的物物系系首首先先考考虑虑结结构构简简单单的的喷喷洒洒塔塔和和填填料料塔塔，离离心心萃取器和混合澄清池不适用萃取器和混合澄清池不适用6.设备费用设备费
31、用7.设备安装场地设备安装场地FLGC10.4 分离过程的选择首先要考虑产品的纯度和回收率首先要考虑产品的纯度和回收率1.可行性分析可行性分析u考考虑虑待待处处理理物物料料的的物物性性、分分离离过过程程的的热热力力学学和和动动力力学学极极限限条条件，通过可行性分析可初步筛选掉不合适的方法件，通过可行性分析可初步筛选掉不合适的方法如如：分分离离丙丙酮酮和和乙乙醚醚混混合合物物，离离子子交交换换、电电渗渗析析和和电电泳泳是是否否可可用？用？u考察分离过程的工艺条件，常温常压下的分离过程优先考虑考察分离过程的工艺条件，常温常压下的分离过程优先考虑u考虑分离因子考虑分离因子分离因子对分子性质差异的依赖
32、性见表分离因子对分子性质差异的依赖性见表10-9FLGC2. 分离过程的一些经验规则分离过程的一些经验规则1）首首选选分分离离方方法法为为能能量量分分离离剂剂的的方方法法（如如普普通通精精馏馏），其其次次选选用用是是使使用用质质量量分分离离剂剂的的方方法法（如如吸吸收收，液液液液萃萃取取和和特特殊精馏）。因为后者须增设质量分离剂的回收设备。殊精馏）。因为后者须增设质量分离剂的回收设备。但但关关键键组组分分的的相相对对挥挥发发度度小小于于1.05时时，普普通通精精馏馏在在经经济济上上不合算。不合算。2）易分离的组分先分易分离的组分先分如如 ： 有有 四四 组组 分分 A、 B、 C、 D四四 组
33、组 分分 ， 其其 含含 量量 相相 差差 不不 大大 。 但但 ，其分离流程？，其分离流程？FLGCFLGC3）易易挥发组挥发组分先分分先分（直接分离序列）（直接分离序列）即即按按料料液液中中各各组组分分的的挥挥发发度度递递减减的的次次序序从从塔塔顶顶蒸蒸出出。可可减减少再沸器与全凝器的少再沸器与全凝器的负负荷。荷。4）量多的组分先分量多的组分先分含含量量最最多多的的组组分分分分出出后后，就就避避免免了了这这个个组组分分在在后后面面的的几几个个塔塔中中的的多多次次蒸蒸发发，冷冷凝凝，减减少少了了后后继继塔塔的的负负荷荷，这这样样当当然然比较经济。比较经济。 5）应使各个塔的馏出液的摩尔数与釜
34、液的摩尔数尽量接近应使各个塔的馏出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近FLGC6）分离要求高和最困难分离的组分后分分离要求高和最困难分离的组分后分由由于于高高纯纯度度分分离离的的塔塔要要求求很很大大的的板板数数，即即塔塔较较高高，如如此此时时还还有有其其他他非非关关键键组组分分存存在在，塔塔中中汽汽、液液相相流流率率将将增增大大，要要用较大的塔径，又高又大的塔将增大投资。用较大的塔径，又高又大的塔将增大投资。7）有特殊组分的要先分有特殊组分的要先分如如易易腐腐蚀蚀的的组组分分（如如HCL气气体体）需需耐耐腐腐蚀蚀设设备备，以以避避免免后后继继设设备备的的腐腐蚀蚀，确确保保安安全全操操作作。再再如如
35、热热敏敏性性组组分分应应减减少少其其受受热时间，也即减少它经过塔的次数，如此可减少变质。热时间，也即减少它经过塔的次数，如此可减少变质。在在实实际际应应用用中中经经过过这这些些规规则则的的筛筛选选，再再对对它它们们作作进进一一步步的的评价，评价，最终体现在产品的经济指标上最终体现在产品的经济指标上。FLGC10.4.3 生产规模生产规模经济性与生产规模经济性与生产规模如如：大大规规模模的的空空气气分分离离装装置置，采采用用低低温温精精馏馏过过程程最最经经济济，小规模的空分装置采用变压吸附更经济小规模的空分装置采用变压吸附更经济海海水水淡淡化化时时，当当进进料料量量小小于于80106L/天天，选
36、选择择反反渗渗透透比比多级闪蒸或蒸发更经济多级闪蒸或蒸发更经济另外，考虑单条生产线操作的最大生产能力另外，考虑单条生产线操作的最大生产能力精馏的生产能力无限制精馏的生产能力无限制FLGC目标产物的价值与处理规模目标产物的价值与处理规模廉廉价价的的产产物物，常常采采用用低低能能耗耗、不不需需要要分分离离剂剂或或采采用用廉廉价价分分离离剂剂以以及及大大规规模模生生产产化化，如海水淡化、合成氨生产、聚乙烯、聚丙烯生产等高高附附加加值值的的产产物物可可采采用用中中小小规规模模生生产产，如药物中间体的分离大大宗宗化化学学品品的的分分离离，精精馏馏是是最最重重要要的的，如石油工业FLGC10.4.4 设计的可靠性设计的可靠性从是否容易放大考虑的顺序：从是否容易放大考虑的顺序：精馏精馏 ：有可靠的设计方法：有可靠的设计方法吸收吸收特殊精馏特殊精馏液液萃取液液萃取膜分离膜分离吸附吸附结晶结晶干燥干燥FLGC66谢谢！谢谢！
