第三章 多组分普通精馏
概述
按被分离混合物中组分的数目可分为两组分精馏和多组分精馏。
工业生产中，绝大多数为多组分精馏，但两组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精馏，只是在处理多组分精馏过程时更为复杂些，因此常以两组分精馏为基础。
精馏操作流程
精馏分离过程可连续操作，也可间歇操作。精馏装置系统一般都应由精馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器等相关设备组成，有时还要配原料预热器、产品冷却器、回流泵等辅助设备。
图3-3精馏塔中物料流动示意图
精馏原理
工业上是将每个单级分离器做成一块；或在一个圆形的塔内装有一定高度的填料。板上液层或填料表面是汽液两相进行传热和传质的场所。
如图所示为一精馏塔。下面由加热釜(再沸器)供热，使釜中残液部分汽化后蒸汽逐板上升，塔中各板上液体处于沸腾状态。顶部冷凝得到的馏出液部分作回流入塔，从塔顶引人后逐板下流，使各板上保持一定液层。上升蒸汽和下降液体呈逆流流动，在每块板上相互接触进行传热和传质。原料液于中部适宜位置处加入精馏塔，其液相部分也逐板向下流入加热釜，汽相部分则上升经各板至塔顶。由于塔底部几乎是纯难挥发组分，因此塔底部温度最高，而顶部回流液几乎是纯易挥发组分，因此塔顶部温度最低，整个塔内的温度，由下向上逐渐降低。
双组分和多组分精馏的异同
基本原理一致
相同点： 主要工具相同：物料，衡算，热衡，相平衡
关系
双组份常用图解法
简捷法
多组份常用 严格计算法（计算机算）
不同点： 第一节 设计变量 一、基本概念
（一）、公式（郭氏法）
N?N?NivcNν——描述系统所需的独立变量数
Nc——各独立变量之间的约束数（这些变量之间可以列出的方程数以及给定的条
件 ∴Ni= Nν－Nc
Ni——设计变量数 （二）、计算
根据相律确定每一物流的对变量数
任一处于平衡态的物系 f（自由度）=c－π＋2 c——组分数 π——相数 ∴单相系 f=c+1 两相系 f=c
自由度也是描述系统所需的独立变量数。
应当注意：相律所指的独立变量是指强度性质，即温度、压力、浓度，是与系统的量无关的性质。要描述流动系统时，除此而外，还必须再加上物流的数量（流率）。
∴ 对每一单相物流：Nν=f+1=(c－1＋2)+1=c+2 对互成平衡的两相流：Nν＝f+2=(c－2+2)+2=c+2
若所讨论的系统除物流外，尚有热量和功的进出，那么，相应的应在Nν中加入说明热量和变量数。 约束数：
二、单元的设计变量数的确定
（一）、无浓度变化单元
无浓度变化单元作为单相单组分处理：
单相：
??1C?2?3即指T，P，W三个变量
单组： C?11、分配器（T）
P1
F
P2
单元分析
三股物流
一股进料物流
过程如下：
a 3*3
F，T，P
F,T,P111物流 热功
NNevF,T,P22 b 0 9
2eca 1 物衡 b 热衡 0 c 2*2(T,P) 其它等式
Ne?Ne?Neivc?9?5?45
Nexa 3 e进料物流
N?Neeai?Nx b ?4?3?10 3
分配比
2、换热器（H）
四股物流
单元分析
二股进料物流
过程如下：
FC2,T1,P1Fn1,T1,P1Fn2,T1,P1FC1,T1,P1
多组分精馏
