相对挥发度大讨论

winsome08 · 发表于 2014-12-23 08:37:52

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本帖最后由 winsome08 于 2014-12-23 08:38 编辑

相对挥发度大讨论——你没有困惑过，你就没有认真思考过！！
甲醇-水的相图在100kPa下用二元相图做出，见下图

在精馏塔中，做分离因子图，全塔压降为0，均为100kPa，见下图

现在，我就不明白了，到底是在甲醇高浓度下，二者的相对挥发度高呢？还是低浓度下高呢？
从二元相图来看，是低浓度二者的相对挥发度高，易于分离；
但从精馏塔的分离因子（也就是相对挥发度）来看，高浓度时二者的相对挥发度高（第一块板），易于分离！
二者矛盾！请各位坛友予以热烈讨论！找出真理！共同进步！！欢迎磋商！

tdl522 · 发表于 2014-12-23 20:52:03

本帖最后由 tdl522 于 2014-12-23 20:59 编辑

我在aspen plus中简单模拟了一个甲醇-水精馏的例子。
进料组成 50/50，分离要求0.99 mf，泡点进料。
Vapor-Liquid K-Value Profiles K值曲线：
QQ截图20141223205228.png

tdl522 · 发表于 2014-12-23 20:54:47

本帖最后由 tdl522 于 2014-12-23 20:59 编辑

Relative Volatility 相对挥发度曲线。
QQ截图20141223205350.png

tdl522 · 发表于 2014-12-23 20:56:02

本帖最后由 tdl522 于 2014-12-23 20:59 编辑

Separation Factor 分离因子图
QQ截图20141223205528.png

tdl522 · 发表于 2014-12-23 20:56:34

Relative Volatility 相对挥发度曲线与 Separation Factor 分离因子图结果是完全一致的。

winsome08 · 发表于 2014-12-26 12:05:08

首先，感谢你的热情参与和讨论。你在aspen中作的相平衡常数K和相对挥发度曲线与我在PRO/II中的结果相同，即在低浓度下,二者的相对相对挥发度较大，较易分离；而在高浓度下,二者的相对相对挥发度减小，较难分离。
查了以下资料说是相对挥发度和separation factor分离因子是一回事，在aspen中separation factor分离因子和预计的相同！但是，我在PRO/II中的结果却是separation factor分离因子沿塔顶（第一块板）到塔底（第十二块板）逐渐减小，由10降到了0.001以下！！这和预计的刚好相反！塔顶（第一块板）出95%wt的甲醇，是高浓度的！塔底出0.%wt的甲醇，是低浓度的！不知你的塔板数是从上到下编号的还是相反？如果是从下到上编号的，规律相同！但还是与上一个相对挥发度图矛盾！
不知何故？还望海友指点一二！谢谢

tdl522 · 发表于 2014-12-26 16:43:41

winsome08 发表于 2014-12-26 12:05

登录/注册后可看大图

首先，感谢你的热情参与和讨论。你在aspen中作的相平衡常数K和相对挥发度曲线与我在PRO/II中的结果相同，即 ...

温度，塔顶温度低，塔釜温度高。

winsome08 · 发表于 2014-12-26 22:15:02

没明白你说的温度的意思！
当然，塔顶甲醇含量高，泡点、露点温度低；塔底甲醇含量低，泡点、露点温度高。但相对挥发度降到1以下就不能用普通的精馏手段加以分离了！但我的数据塔底都到0.001以下了，很是奇怪！

tdl522 · 发表于 2014-12-28 08:24:46

本帖最后由 tdl522 于 2014-12-28 08:37 编辑

winsome08 发表于 2014-12-26 22:15

登录/注册后可看大图

没明白你说的温度的意思！
当然，塔顶甲醇含量高，泡点、露点温度低；塔底甲醇含量低，泡点、露点温度高。 ...

参考我的Relative Volatility 相对挥发度曲线与 Separation Factor 分离因子图。都是大于2.5的。

homingpigeon · 发表于 2015-1-6 11:02:41

Pro/II里面的分离因子（Separation Factor）和相对挥发度是两个概念。
“Separation Factor” 定义是液相中轻组分与重组分摩尔分率的比，这个概念的引入主要跟简捷塔（shortcut column）相关，你可以查看各块板上的液相组成确认一下。

如果你想查看相对挥发度，试着先在文本报告中打印出平衡常数（K-value），

然后通过平衡常数比值来计算相对挥发度，

homingpigeon · 发表于 2015-1-6 13:16:56

附上一份我的计算结果供参考，跟tdl522的差不多

Relative Volatility Vs Separation factor in Pro2.pdf ( 下载次数: 3,容量17 KB,)

winsome08 · 发表于 2015-1-6 16:47:02

正是因为塔顶和塔底的相对挥发度相差很大，简捷计算结果如下：
MINIMUM REFLUX RATIO    1.8E+06
FEED CONDITION Q       1.12496
FENSKE MINIMUM TRAYS    5.08940

看出问题了吗？

最小回流比为180万！！！最小理论板数为5.0894！
不能信呀！！！！！！！！！

homingpigeon · 发表于 2015-1-7 10:16:02

winsome08 发表于 2015-1-6 16:47

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正是因为塔顶和塔底的相对挥发度相差很大，简捷计算结果如下：
MINIMUM REFLUX RATIO 1.8E+06 ...

完全同意。

简捷计算的前提就是假定相对挥发度为常数，所以这个在相对挥发度变化较大的体系中不适合，这个在帮助文档中也有提及

In particular, for columns in which the relative volatilities vary greatly, shortcut methods will give poor results since both the Fenske and Underwood methods assume that one average relative volatility may be used for calculations for each component.

所以不要太迷恋简捷塔~

caoshangfeng · 发表于 2015-2-11 21:55:54

高手芸芸啊受教了

myp110 · 发表于 2016-5-16 18:27:50

太给力了，今天收获了，很高兴

毅然0517 · 发表于 2016-5-19 14:35:23

遇到了该问题，前来学习

荒原狼 · 发表于 2016-8-8 10:21:29

真是太棒啦！又长知识了

碧波加油 · 发表于 2019-4-26 14:43:36

在存在共沸的情况下，DSTWU计算结果会有错误，结果不可信，孙老师的教程上说的有

霏映 · 发表于 2021-2-8 13:43:46

没财富值了，赶紧回复挣点

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