第八章分离序列合成VIP免费

分离塔序列的综合SynthesisofSeparationSequence8.1精馏塔分离序列综合概况8.2分离序列综合的基本概念***8.3动态规划法（用于多段决策的优化方法）***8.4分离度系数有序探试法（经验规则）***8.5相对费用函数法（经验公式）8.6分离序列综合过程的评价8.7调优法8.8复杂塔的分离顺序#8.1精馏塔分离序列综合概况•分离序列综合的主要目的——选择最合理的分离方法，确定经济上最优的分离序列。•始于20世纪70年代，已有很大进展，但不如换热网络成熟；•由于精馏工艺实际要求的多样性、物性的多变性以及计算机的局限性，开发的程序很难满足应用要求，根据经验总结的规则具有很大的实用价值。•分离序列综合问题定义：给定进料流股的条件（组成、流率、温度、压力），系统化地设计出能从进料中分离出所要求产品的过程，并使总费用最小。#•分离过程是最重要的化工过程之一，其设备投资和操作费用占有相当大的比例，其中精馏分离占有重要位置；8.2分离序列综合的基本概念B/C分离序列综合的数学形式：•分离序列的合成要确定各级的分离方式并且总费用最低。)X(CiiiX,Imin1.找出最优分离序列和每一个分离器的性能；2.对每一个分离器找出其最优设计变量（结构尺寸、操作条件等)。4组分混合物（A、B、C、D）I——能完成分离任务的一个可行的分离序列，iI∈；S——所有能完成分离任务的分离序列的集合，I为S的子集；A/BCDAB/CDABC/D第1级分离B/CDBC/D第2级分离C/D第3级分离Xi的可行域＃分离单元i的年度总费用分离单元i的设计变量向量可行的分离单元i•分离序列综合需解决的问题：8.2.1简单塔（SimpleColumn）•简单塔定义:（1）一个进料分离为两个产品(一股进料，两股出料)；•锐分离（SharpSeparation)——所有分离是完全（或接近完全）分离，没有一个组分会由两个出口都出来，又称清晰分割；•有关分离序列的基本概念混合物进料产品B产品A（2）每一组分只出现在一个产品中，即锐分离(清晰分割)；（3）塔底采用再沸器，塔顶采用全凝器。#8.2.1简单塔（SimpleColumn）2•用简单塔分离3组分混合物的两种方案BABCBCCA（a）顺式流程（DirectSequence）AABCABBC（b）非直接序列(IndirectSequence)•两种方案的分离费用是否会有差异，为什么？#8.2.2顺序表（RankedList）顺序表（RankedList）——进料组分按一定规律的顺序排列；•分离序列的综合，实质上是一个组合问题（CombinatorialProblem）；排列遵循的依据通常为：(1)蒸馏——组分的沸点；(2)萃取——溶解度；(3)筛分——固体粒度；(4)蒸馏、萃取——组分挥发度。4组分体系顺序表的表示方法：ABCDorDCBA8.2.3可能的分离序列数含有R个组分的混合物料组分A组分B组分R…•按相对挥发度由大到小排列，相邻两组分之间可以分离开，称为分离点（SeparationPoint）；•AB之间、BC之间有分离点•有B存在时，AC间不存在分离点；#8.2.3可能的分离序列数•分离器数、分离单元数——简单塔个数；•分离序列——采用一种分离方法把混合物分离成纯组分的过程（流程、方案），分离序列由分离器构成；•可能的分离序列数——可采用的分离过程（流程、方案）数目。ABCDBCDCDCDBAABCDBCDBCCDBA•4组分分离序列流程示意图•对4组分混合物的完全分离，一个序列中的分离单元（分离器）数是3，分离序列数为5。•4组分分离序列流程示意图CDBABCDABCDABCBABCDABCCDAABBABCDABCCDA!1!12)R(R)R(SR•设待分离混合物有R个组分，如用简单塔进行完全分离，需要(R-1)个精馏塔，最后得到R个产品。可行的分离序列总数为：8.2.4分离子群（Subgroups）•分离多组分进料时，所产生的相邻流股（各分离器的进料或最终产品）称为子群。第1个分离器的进料后面分离器的进料产品[A][B][C][D]•4组分进料的子群ABCDABCBCDCDABBC•总的不同的分离子群数：211)R(RjGRj8.2.5可能的分离子问题（SeparationSubproblem)•一个分离子问题对应于一个实际的分离单元，分离序列是分离子问题的不同组合形式；•分离子问题是不重样的分离（UniqueSplits）；∴4组分混合物的完全分离共有15个分离器，但只有10个分离子问题。•分离器、分离序列...