化工原理讲稿7(第六章)(天大版).ppt

1、八、回流比的影响与选择 1.回流比对精馏操作的影响 回流是保证精馏塔连续稳定操作的必要条件，是 影响精馏操作费用、设备费用的重要因素； 对一定的分离任务： F、xF、q、xW、 xD ，应选择 适宜的回流比；,2.全回流与最少理论板数 全回流：指上升蒸汽冷凝后全部回流到塔内， 精馏段、提馏段操作线与对角线重合；,最少理论板数 指在全回流时达到给定分离要求的理论板数Nmin； a.图解法：由相平衡线与对角线直接求得；,第1块板：,全凝器,或,则：,第2块板：,b.逐板计算法（芬斯克公式）：,第NT块板后：,（不包括再沸器）,相差不大时：,双组分：,（不包括再沸器）,3.最小回流比Rmin 定义：

2、对某一物系，在一定的分离任务下，所需 理论板为无穷多时所对应的回流比；,在精馏塔计算时，当回流比减到某一数值时，两操 作线交点d恰好落在平衡线上，则回流比称为最小 回流比Rmin； 在Rmin条件下操作时，在d点上下塔板无增浓作用， 所以此区称为恒浓区（或称挟紧区），d点称为 挟紧点； 最小回流比Rmin是回流比R的下限；,问题：实际操作中RRmin，精馏塔能否正常工作？ 若能正常工作，则导致什么结果？ 答： 若回流比小于最小回流比，不能达到要求的 分离任务，但精馏塔能正常操作；,最小回流比Rmin的计算 a.一般形状的平衡线的最小回流比： 可用作图法或公式计算（解析法）求得；,b.不正常形状

3、平衡线的最小回流比 指操作线与q线的交点未落在平衡线前，操作线与 平衡线已相切，恒浓区出现在切点（挟紧点）附近， 其回流比为最小回流比Rmin； 挟紧点d：（yq、xq）；,3.适宜回流比 指在适宜回流比下进行 操作，设备费及操作费 之和为最小； 通常操作回流比为 最小回流比的1.12 倍；,不正常形状平衡线的最小回流比由斜率法求取：,九、简捷法求理论板层数 指用经验关联图的简捷算法求算理论板层数，具有应用广泛、简便，但计算准确稍差，适用初步计算； 1.吉利兰图 指把Rmin 、R与Nmin、N 四个变量进行关联研究； 吉利兰图为双对数坐标图； 图中横坐标为： 、纵坐标为： ； 注意：纵坐标中

4、的N和Nmin均为不包括再沸器的 理论塔板数；,吉利兰图,2.理论板层数求解步骤 根据物系性质及分离要求，求出 Rmin，并选择 适宜的 R=(1.12) Rmin ； 求出全回流下的 Nmin； 对于接近理想物系的溶液，可用芬斯克方程计算； 计算出 (R-Rmin)/(R+1)，查吉利兰图得： (N-Nmin)/(N+1) ，求得所需的 N； 确定加料板位置； 由NR图，求得所需的 R； 由准确操作线求得准确的N； 注意：N、Nmin不包括再沸器；,例6-4 用一精馏塔分离甲醇-水混合液，已知：xF=0.628(摩尔分率，下同), xD=0.965, xW=0.03, 泡点进料，回流比R=1

5、.95。 试: 按逐板计算法确定理论塔板数。并近似用图解法表示第二块板下降液体组成和上升蒸汽组成。,例6-5 在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，已知xF=0.4（摩尔分率、下同），xD=0.97, xw=0.04 相对挥发度=2.47。 试分别求以下三种进料方式下的最小回流比和全回流下的最小理论板数。 （1）冷液进料q=1.387（2）泡点进料（3）饱和蒸汽进料,练习题 用一连续操作的精馏塔分离丙烯-丙烷混合液，进料含丙烯0.8（摩尔分数，下同），常压操作，泡点进料，要使塔顶产品含丙烯0.95，塔釜产品含丙烷0.05，物系的相对挥发度为1.16； 试计算：（1）最小回流比? （2）所需的最少理论塔板数?,解：（1） 泡点进料，q=1 则 x