化原课件第一章精馏6次课

四、其他体系和操作的最小回流比

特殊体系，如图所示。通过精馏操作线的斜率或截距确定Rmin。五、回流比的优化

Rmin，NT=∞,塔为无穷高，投资费用直线上升为无穷大。R增大，精馏操作线远离平衡线，NT下降，塔高降低，设备费减少，但V,V’增加，塔径和塔顶和塔釜换热器面积增加；塔顶冷凝量和塔釜加热量增加，操作费升高。总费用与R的关系先急剧下降，而后上升。以获得精馏总成本最低的回流比为最优回流比。R=1.1～2Rmin1.5.7理论塔板简捷计算方法一、最少理论板数Nmin

全回流操作，R=∞,F=0,W=0;D=0。故L=V，两操作线斜率均为1，并与对角线重合塔内无精馏段和提馏段之分，其操作线方程可表示为：yn+1=xnFWDR由于全回流操作时，操作线离平衡线最远，所需理论板数最少，并称其为最小理论板数NminNmin

由芬斯克方程求得：

理想体系，任一理论板上的汽-液平衡关系有：塔顶采用全凝器，有

离开第1块板的汽-液平衡关系为：在第1和第2块板的操作关系又由于第2块板的气液平衡关系依此类推，若将再沸器视为N+1层理论板，则有：说明：（1）可用塔顶和塔釜的平均相对挥发度代替全塔平均挥发度；（2）该方程也可用于多组分精馏，其区别是以轻、重关键组分的分离代替双组分精馏中易、难挥发组分的分离；（3）将xw换成xF，得到精馏段的理论板层数及加料板位置。取全塔平均相对挥发度（Nmin不包括再沸器）将R、Rmin、N、Nmin四个参数进行定量的关联。称为Gillilad图。二、理论塔板的简捷计算法ABCN-Nmin/N+2已知R、Rmin、Nmin三个参数，可以得到理论板数N。简捷法具体步骤

根据精馏给定条件计算Rmin由Fenske方程及给定条件计算Nmin计算横坐标值，找出纵坐标值，解得理论板数N

。1.5.8实际塔板数和塔板效率

实际情况下，塔盘结构、操作条件及物系等复杂条件导致气、液两相在塔板上流动和接触状态的不同，影响传热、传质过程，离开塔板气、液两相达不到平衡，即分离能力小于给定条件的理论板，实际塔板数大于理论板数。a.定义：设全塔实际塔板数为NP，理论板数NT，该塔的全塔效率ET为：

ET=NT/NP一、全塔效率ETb.全塔效率是反映全塔综合情况,表示实际塔板接近理论板的程度.c.影响因素：物系性质、操作条件、塔板结构二、单板效率，默弗里（Murphree）效率对于第n块塔板【例1-9】在连续精馏塔中处理平均相对挥发度为2.5的二元理想混合物。回流比为3，塔顶馏出液组成为0.96（摩尔分数）。试求从塔顶算起精馏段相邻三层塔板中位于中间那层塔板的气相板效率。已知离开中间板的液相组成为0.4，离开中间板上一层的液相组成为0.45。解：精馏段的操作线方程为：又根据平衡关系气相单板效率有怎样计算液相单板效率？

作业：1-8【例1-10】在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。进料为汽-液混合物进料，进料中气相组成为0.428，液相组成为0.272，进料平均组成xF=0.35，假定进料中汽、液相达到平衡。要求塔顶组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的96%进入馏出液中。取回流比为最小回流比的1.242倍。试计算：（1）塔底产品组成；（2）写出精馏段方程；（3）写出提馏段方程。解题思路:

（1）根据物料衡算，可以得到产品量和组成；

（2）精馏段方程，需要知道R，必须先求得Rmin，要得到Rmin，知道q线方程和平衡方程；

（3）提馏段方程在精馏段的基础上求解。解题过程（1）塔底产品组成（2）精馏段方程①平衡方程②q线方程气液混合进料中，液相所占分率为q，气相所占分率为1-q③联立求解平衡线和进料线的交点④精馏段方程（3）提馏段方程点评:此题几乎涵盖了精馏的所有主要知识点。（1）全塔衡算方程和塔