用Microsoft+Excel计算二元理想物系复杂精馏塔的回流比和理论板

Excel在精馏塔设计中的应用

第４期

贺宗昌：用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ计算二元理想物系

３７

用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ计算二元理想物系

复杂精馏塔的回流比和理论板数

贺宗昌

（利华益集团股份有限公司，山东利津２５７４００）

摘要：介绍了一种利用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ对二元理想物系复杂精馏塔回流比和理论板数的计算方法，通过实例加以验证，计算简便、结果准确。

关键词：ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ；复杂精馏塔；回流比；理论板数中图分类号：ＴＱ０５１．８１

ＴＰ３９１．７５

文献标识码：Ａ

文章编号：１００８一０２１ｘ（２帕０７）０４—００３７—０４

ＡＭｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅＲｅｆｌｕｘＲａｔｉｏａｎｄｔｈｅＮｕｍｂｅｒｏｆＴｈｅｏｒｙＰｌａｔｅｓｏｆＢｉｎａｒｙＩｄｅａｌ

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（ＬｉｈｕａｙｉＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｊｉｎ

２５７４００，Ｃｈｉｎａ）

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ｌ前言

在如图１所示的二元理想物系复杂精馏塔中，ｊ精馏是化工基本分离方法之一，广泛应用于石

股进料和侧线采出分割成ｊ４－１个塔段。若将侧线油化工、有机化工、精细化工等生产领域。同时有多

采出看作负的进料，可递推出下列计算公式。

股进料和多股侧线采出的精馏塔，被称为复杂精馏塔，设计时最主要的问题就是确定其理论板数。首先要采用作图法或解析法得到最小回流比，并选择

其一定倍数作为操作回流比，然后再采用图解法或逐板计算法确定理论板数。作图法和图解法准确性差，但因其简便，目前在两组分精馏计算中仍被广泛

采用…；解析法和逐板计算法结果准确，且可同时，ｑＪ一１

求得各板上气液相组成，但手工计算繁琐、易出错，需要通过计算机编程辅助完成。本文提出的方法是、

利用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ强大的数据处理功能，完成二元理想物系复杂精馏塔回流比和理论板数的计算，计算简便、结果准确。２计算原理图１复杂精馏塔

２．１计算公式

（１）最小回流比

收稿日期：２００６—０７—１０

．

作者简介：贺宗昌（１９７７一），山东滨州人，学士学位，工程师，主要从事石油化工和化工的科研和项目调研工作，已发表论

万　

方数据文数篇。

Excel在精馏塔设计中的应用

山东化工

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ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ

２００７年第３６卷

根据Ｕｎｄｅｒｗｏｏｄ公式的推导原理，司推出适用于复杂塔的相应公式‘２１：

；羲鬻小毋

①

砉【ａｉ（ｘ。。一ｉ苫－１鼍ｉＪ台）／（ａ；一咖；）】＝Ｒ耐。。＋

＋兰（吼一１）台

②

（２）理论板数

根据物料平衡推导出复杂塔第ｊ塔段的操作线方程，将该方程－９－－元理想物系气液平衡方程联立，可得如下理论板数的递推通式‘３１：

ｋ，＝习箸１‰Ｂｊ

舯以２丙１赫ｑ“川一ａ一（ａ一）（Ａ，疋＋）

③叫

甘＾．

Ｒ＋ｉ磊－１９。万Ｆｋ

④

（Ｒ＋）＋‘．∑．（Ｉ一）；÷

１

驴面Ｒ

。

％一兰砟．置台

⑤

（＋）＋．∑．（。一）等

１

２．２计算方法

１赫ｑ

（１）依据公式①，利用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ的“单变量

求解”功能，得到各塔段的Ｕｎｄｅｒｗｏｏｄ常数巾；。

（２）依据公式②，解得各塔段的最小回流比

Ｒ。ｉｎ．ｊ，取其最大值为全塔的最小回流比Ｒ。抽，然后选

择Ｒ面。的适当倍数作为全塔适宜的操作回流比。

（３）根据公式④、公式⑤，分别计算系数Ａｉ和系数Ｂｊ，将其代入公式③，取Ｘ。＝ＸＤ，依次计算各塔板

的液相组成Ｘ。。

（４）当Ｘ。≤ｘ矸时，在相应位置输入进料或侧线采

出的参数，ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ会自动对计算结果进行更新，计算至Ｘ。≤ｘｗ止，即得精馏塔理论板数。

３计算实例

．

图２表示一具有三股进料、一股侧线采出的常压连续精馏塔，用来分离苯与甲苯的混合物，进料的

参数如表Ｉ：

表１

进料参数表

１巧０．７０

０．５００．２０

１ｉ

Ｑ：：！

！：塑

！：垫

要求侧线液相采出的产品纯度为０．９０，塔顶为全凝器，馏出液浓度为Ｏ．９８，流量Ｄ＝２００

ｋｍｏｌ

ｈ～，塔釜采出物含苯Ｏ．０５，设操作回流比为最小回

万　

方数据流比的１．２５倍，求该塔的理论板数及确定进料及侧线板位置。已知常压下苯一甲苯混合溶液的平均相对挥发度为２．４６。

。

图２

首先，对全塔进行物料衡算，得出侧线采出流量。利用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ建立如图３的“全塔物料

衡算”工作表，并输入已知的数据；在Ｂ８输入公式

“＝Ｏ—ＳＵＭ（Ｂ３：Ｂ７）”；Ｄ３输入公式“＝Ｂ３水Ｃ３”，

并向下拖拽自动填充至Ｄ８；Ｄ９输入公式“＝ＳＵＭ

（Ｄ３：Ｄ８）”，并以Ｄ９为目标单元格，以Ｂ４为可变单元格，目标值取“０”，作“单变量求解”，计算可得Ｂ４（即侧线采出流量Ｆ１）为一２５１．７６。

其次，计算最小回流比。利用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ

Ｅｘｃｅｌ

建立如图４的“最小回流比计算”工作表，并输入已知的数据；在Ｃ５输入公式“＝全塔物料衡算！Ｂ４”；Ｃ７输入公式“＝ｌ—Ｃ４一Ｃ３术Ｃ６／（Ｃ３一Ｃ８）一（１一Ｃ６）／（１一Ｃ８）”，并以Ｃ７为目标单元格，以Ｃ８为可

变单元格，目标值取“０”，作“单变量求解”，计算可

在Ｃ１１输人公式“＝Ｂ１１＋Ｃ６书Ｃ５／Ｃ９”，Ｃ１２枣（Ｃ５／Ｃ９）”；在Ｃ１５输入公式“＝Ｃ１３一Ｃ１４一ｌ”可得Ｃ８（即塔段１的Ｕｎｄｅｒｗｏｏｄ参数中１）为１．０６３１；

用同样的方法依次计算可得各塔段的Ｕｎｄｅｒｗｏｏｄ参数哦。

输入公式“＝Ｂ１２＋（１一Ｃ６）宰Ｃ５／Ｃ９”，Ｃ１３输入公式“＝Ｃ３堆（Ｃ１０ …… 此处隐藏：3118字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……