(新)利用excel表进行闪蒸罐的计算

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2024年5月23日发(作者：)

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文章编号：１００６—４１８４（２００３）１２—００３３—０２　

利用Ｅｘｃｅｌ表进行闪蒸罐的计算　

邵丽莉　许建帼　高峰莲　（１．巨化集团技术中心　浙江衢州３２４００４；　

２．浙江工业大学浙西分校　浙江衢州３２４００４）　

摘　要　本文选用某一完全理想体系，介绍了运用Ｅｘｃｅｌ表进行闪蒸罐的简单计算法　

关键词　闪蒸罐的计算　Ｅｘｃｅｌ表的运用　

ｌ刖舌　

∑ＰｉａＡｉ……………………………………………（２）　

在闪蒸罐的计算中，由于各已知条件和未知条件　

之间存在着复杂的函数关系，如果采用严谨的气液平　

且各物料的饱和蒸汽压和温度满足克劳修斯一　

克拉佩龙方程：ｄｌｎＰ，＇／ｄＴ＝Ａ　

得：　

（ＲＴ２）　

衡模型计算，必须借助电子计算器编制复杂的程序经　

过多次迭代才能完成，本文以某一完全理想体系为　

例，介绍了如何运用Ｅｘｃｅｌ表，进行闪蒸罐的计算。　

假定摩尔蒸发热△　Ｈ一与温度无关，积分该式　

ｌｎＰ　／Ｐ　。　＝Ａ—Ｈ　×（Ｔ　一Ｔ　）／ＲＴ　Ｔ。………（３）　

２物性数据　

闪蒸罐的计算中所需物料的物性数据见表１：　

表１物料的物性数据　

将各物料在常压下的沸点数据代入上式，就可　

得到各物料在不同温度下的饱和蒸气压方程：　

二氯甲烷：　Ｐ眦ｉ＇＝２７．９７６ｘ（Ｔ一３１３．２５）×１０　／　

ｆ８．３１４ｘ３１３．２５ｘＴ）＝１０．７４ｘ（Ｔ一３１３．２５）／Ｔ　

分子式分子量　蒸发焓　热容　

／ｇ　Ａ　ｖｅｐＨｍ　ｉ０ｄ／ｍｏ１）Ｃｐｉ（ｋＪ／ｍｏｌ＇：Ｃ，　

四氯化碳：　Ｐｃ　．　＝２９．９３３ｘ（Ｔ一３４９．９５）×１０　／　

ｆ８．３１４ｘ３４９．９５ｘＴ）　１０．２９ｘ（Ｔ一３４９．９５）／Ｔ　

三氯甲烷：　ＰＱ　＝２９．４４６￣（Ｔ一３３４．４５）×１０３／　

３进料状态　

闪蒸罐的进料压力为２．０Ｍｐａ，进料温度为　

１２５＇：（２，进料配比见表２：　

表２闪蒸罐的进料配比　

（８．３１４ｘ３３４．４５ｘＴ）　１０．５９ｘ（Ｔ～３３４．４５）／Ｔ　

４．２物料平衡方程　

进行闪蒸的计算除满足相平衡关系外，还需符　

合物料平衡的要求，在给定的条件下，进料流量为　

Ｆｋｍｏｌ／ｈ，总组成为ｚ。的混合物进入闪蒸罐，分离为　

平衡的气液两相，气相的量为Ｖｋｍｏｌ／ｈ，组成为Ｙ　，　

液相的量为Ｆｋｍｏｌ／ｈ，组成为ｘ　。　

组分ｉ的物料平衡为：ＦＺ　＝ＶＹ　＋ＬＸｌ………（４）　

４闪蒸计算　

４．１气液平衡方程　

总物料平衡为：Ｆ：Ｖ＋Ｌ，……………………（５）　

Ｆ＝ｌｋｍｏｌ／ｈ，则Ｖ＝Ｉ－Ｌ代入方程（４）得：　

ｚ。＝ＶＹ。＋Ｌｘ　＝（１一Ｌ）Ｙ　＋Ｌｘ　

闪蒸是一种单级平衡分离过程，高于泡点压力　

的液体混合物，如果压力降到泡点压力与露点压力　

之间，就会部分气化或闪蒸。闪蒸后的气液混合物　

服从气液平衡关系，由于系统闪蒸后压力较低，气　

由此得到：　

Ｘ￣＝Ｚ／（０一Ｌ）ｘＰ　Ｐ＋Ｌ）＝ｚ　）／（（１一Ｌ）×　＋Ｌｘ　Ｐ）…（６）　

由于气液两相中各组成为ｘ　、Ｙ．的值不完全独　

相可作理想气体，假设溶液为理想溶液，则系统满　

足完全理想体系的气液平衡关系，　

Ｙｉ＝ＸｉｘＰＳＰ…………………………………（１）　

立，需同时满足　

∑ｘ　：１或∑Ｙ　＝１…………………………（７）　

４．３热量平衡　

且各物料压力满足道尔顿分压定律，即：Ｐ＝　

收稿日期：２００３—０７—２２　

作者简介：邵丽莉，（１９６３－），女，浙江上虞人，巨化集团技术中心工　

程师，从事化工中试工艺开发设计工作。　

由于闪蒸过程是个等焓过程，假设热损失不计，则　

Ｑ放＝Ｑ吸……………………………………（８）　

Ｑｉ．放＝∑ＦＺ。Ｃｐｉ△Ｔ　

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Ｑｉ．吸：Ｚｖ。ＡｖｅｐＨ　

先粗调Ｔ和Ｑ放一Ｑ吸的关系，并将计算昕得　

到的总压Ｐ代入，使得Ｑ放一Ｑ吸　０　

再细调Ｔ和∑Ｘｉ的关系，再将计算所得到的总　

压Ｐ代入，使得∑Ｘｉ＝１　

设定Ｔ，Ｐ　

是　是　

已知Ｌ　由方程（３卜＋由方程（６）一由方程　方程（！）判断一由方程（８）判断一即是　

其中Ｖ　＝Ｙ　ｘＶ；Ｖ＝１一Ｌ；Ｙ　＝Ｐ　ｘＸ／Ｐ；　

所以ＱＬ吸＝Ｖ。Ｘ　ＡｖｅｐＨｍ　ｉ＝ＹｉｘＶｘ　ＧｖｅｐＨｍ．ｉ＝　

ＰｉＳｘＸ１ｘ（１一Ｌ）ｘ△　Ｈ　＿／Ｐ　

５　ＥｘｃｅＩ表的编制方法　

Ｅｘｃｅｌ表的编制方法见表３、表４、表５、表６、表７。　

表３　Ｅｘｃｅｌ表的编制方法　

Ｆ，Ｚｉｆ　求Ｐ．　求Ｘ．，∑ＰＩＸ，２ｘ．＝ｌ２Ｐ．ｘ．＝Ｐ否　Ｑ放：Ｑ吸否　

７　计算结果　

运用以上方法计算，并将所得数据整理，得到表８，　

表８　Ｌ＝０　９０　ｍｏｌ／ｈ时Ｅｘｃｅｌ表的计算结果　

［１９０［１９０　Ｑ９０［１９０　０．９０　０．９０　０．９０　

ｆ民设闪蒸罐出口压力０ｎ砷４０００　４１６１　４６５９　４．４２１　４．４４５　４４５１　４４５２　

假设闪蒸罐出口温度　３７０００　３７５．００　３７２００　３７２５０　３７２５３　３７２５３　３７２５３　

∑Ｘ．Ｆ（１９９６　０．９８７　１Ｄ０６（１９９９　１１）００　１．０００　１ＤＯ０　

∑ＰｉｓⅪ＝　

Ｑ放　吸　

４１６１　４６５９　４４２１　４４４５　４４　１　４４５２　ｊ２　

２８０－２７３　５９　４　０　０　０　

由表８可知当Ｌ＝０　９０　ｍｏｌ／ｈ，Ｔ＝３７２．５３Ｋ．Ｐ＝　

４．４５２ａｔｍ时，∑Ｘｉ＝ｌ。Ｑ放一Ｑ吸＝０，闪蒸罐出口压　

Ａ　

６　

７　

８　

９　

物料名称

二氯甲烷

四氯化碳

三氯甲烷

ｌｎｌ￣＝ＡｖｅｐＨｍ＊ｉ　＿Ｔ１）ＡＫＴ１Ｔ２　Ｐｉｓ＝ＥＸＰ０ｎＰｉｓ）　

１０．７４ｘ　＿３１３ａｓＦｒ　１０．７４ｘ０３３—３１３２５），／１３３　ｚｘｐ（ＣＴ）　

１０２９ｘ（Ｔ－３４９．９５）Ｔ　１０２９ｘ（Ｂ３－３４９．％）／Ｂ３　ｚｘ￣（ｃｓ）　

１０３９ｘ　＿３　１０３９ｘ（Ｂ３－３３４．４５）／Ｂ３　ｚｘｐ（ｃｇ）　

力的计算值与假设值完全一致，至此试差结束：　

如将已知闪蒸罐出口液相量改为Ｌ＝Ｏ．８５　ｍｏｌ／　

ｈ时，可以得到表９。　

表９　Ｌ＝Ｏ．８５　ｍｏｌ／ｈ时Ｅｘｃｅｌ表的计算结果　

１０　

合计　

Ｘｉ＝ＺｉＰ／（（１一Ｌ）ｘＰｉｓ＋ＬＰ）　Ｐ．Ｉｘ．Ｙｉ＝Ｘ，ｘｐ　

Ｄ３ｘＢ２／（（１一Ｂ４）ｘＤ７＋Ｂ４ｘＢ２）Ｄ７ｘＥ７　Ｆ７／Ｂ２　

Ｂ８ｘＤ４／（（１一Ｂ４）ｘＤＳ＋Ｂ４ｘＢ２）Ｄ８ＸＥ８　Ｆ８／Ｂ２　

Ｄ５ｘＢ２／（（１一Ｂ４）ｘＤ９＋Ｂ４ｘＢ２）Ｄ９ｘＥ９　Ｆ９／Ｂ２　

∑Ｘ１　￣，ＰｉＸｉ　∑Ｙ１　

Ｖ．　Ｙ．ｘＶ　

Ｇ７ｘＢ５　

Ｇ８ｘＢ５　

Ｇ９ｘＢ５　

ＥＶｉ　

已知闪蒸罐出口液相量０．８５　０．８５　０．８５　０．８５　０．８５　０．８５　０．８５　０．８５　

ｆ民设闪蒸罐出口压力㈦４．０００　３３２５　２８８９　３．０９３　３．１７７　３．１９３　３．１９５　１％　

假设闪蒸罐出口温度　３６０．００　３５５ｍ　３５９￣０　３５９．７０　３８９．７＿２　７２　３５９．７＿３２５９．７＿２　

∑Ⅺ＝　１．０３０　１．０２３　０．９８８　０．９９５　０．９９９　１．０００　１．０００　１．０００　

∑Ｐｉｓ）（ｉ＝　３＿ｔ２５　２８８９　３．０９３　３．１７７　３．１３９　３．１％３１％　１％　

Ｑ放一Ｑ吸　一３０　５２３　７９　２　０　０　０　０　

由表９可知当Ｌ＝０．８５　ｍｏＬ／ｈ，Ｔ＝３５９．７２Ｋ，Ｐ＝　

３．１９６ａｔｍ时，∑Ｘｉ＝ｌ，Ｑ放一Ｑ吸＝０，闪蒸罐出口压　

力的计算值与假设值完全一致，至此试差结束：　

７结论　

通过以上计算可知，只要设置合理，运用Ｅｘｃｅｌ表，　

不但可以进行简单的计算，而且可以进行比较复杂的　

６试差方法简述　

根据以上所列方程可知：Ｐｉ＝ｆ（Ｔ，），Ⅺ＝ｆ（Ｌ，Ｔ，　

计算，不但可用于闪蒸罐的计算，而且可进行物料衡　

算、换热器、动力学等的计算，并可根据需要设定已知　

和未知条件，得到一系列数据。在化工设计中进行多　

种设计方案的优化，由此得到我们需要的最佳结果　

参考文献　

１　陈钟秀、顾飞燕编，化工热力学第七章，化学工业出　

版社．１９９３　

Ｐｉ），Ｑ放＝ｆｉＴ，），Ｑ吸＝ｆ（Ｌ，Ｔ，Ｐｉ）；由于各已知　

条件和未知条件之间存在着复杂的函数关系，必须　

借助电子计算器编制复杂的程序经过多次迭代才　

能完成，运用上述所列的Ｅｘｃｅｌ表，经过粗调、细调　

逐次迭代，即可快速完成闪蒸罐的计算。试差方法　

如下：　

２柳建华．化工厂设计，１９８９，（２）：３０　

３唐金桃．化工设计通讯，１９９９，（４）：３３　

已知Ｆ、Ｌ、Ｚｉ，假设Ｔ，Ｐ，得到∑ｘｉ，∑ＰｉＸｉ，Ｑ　

放一Ｑ吸；　

本文标签： 计算压力物料条件