小回流比的影響與選擇

6.8.1

全回流和最小理論塔板數(shù)6.8.2

最小回流比6.8.3適宜回流比的選擇6.8最小回流比的影響與選擇小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!最小回流比及其計算全回流時的最小理論塔板數(shù)、最小回流比及其計算、回流比的選擇及其對精餾操作及設(shè)計的影響。1、掌握的內(nèi)容：2、本節(jié)難點：小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!6.8最小回流比的影響與選擇生產(chǎn)中采用的回流比界于二者之間。在精餾過程中，回流比的大小直接影響精餾的操作費用和設(shè)備費用?；亓鞅扔袃蓚€極限：全回流時的回流比最小回流比小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!全回流時的操作線方程式為：(6－63)全塔無精餾段與提餾段之分，故兩條操作線應(yīng)合二為一。

由圖(6－42）可見，全回流時操作線距平衡曲線最遠，說明理論板上的分離程度最大，對完成同樣的分離任務(wù)，所需理論板數(shù)可最少，故是回流比的上限。小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!全回流時的理論板數(shù)除用上述的(y—x)圖解法和逐板計算法(與前同)外，還可用芬斯克方程進行計算。b）解析法——芬斯克(Fenske)方程式全回流時操作線方程式為：(6－66)(6－65)(6－64)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!層板的汽液平衡關(guān)系為：層板和第二層板之間的操作關(guān)系為：(6－70)(6－71)(6－72)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!若令(6－79)(6－78)(6－77)(6－76)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!Nmin——全回流時所需的最少理論板數(shù)（不包括再沸器）；式中：——全塔平均相對揮發(fā)度。式（6－81）稱為芬斯克公式，用于計算全回流下采用全凝器時最少理論板數(shù)。

若逐板計算至進料位置，令：可得到精餾段所需的最少理論板數(shù)。小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!6.8.2

最小回流比在最小回流比條件下操作時，在q點上下塔板無增濃作用，所以此區(qū)稱為恒濃區(qū)（或稱挾緊區(qū)），q點稱為挾緊點。在精餾塔計算時，對一定的分離要求(指定xD，xW)而言，當回流比減到某一數(shù)值時，兩操作線交點q點恰好落在平衡線上，相應(yīng)的回流比稱為最小回流比，以Rmin表示。小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!最小回流比可用作圖法或解析法求得。求aq線的斜率為：1、作圖法（6－82）整理上式得：（6－83）小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!將式（6－84）代入式（6－83）可得：（6－85）簡化上式可得：（6－86）小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!式中：yF——飽和蒸氣原料中易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù)。3、非理想體系的最小回流比

q點坐標（xq，yq）可由圖（6-45）中讀出，仍可采用（6－83）式計算出Rmin。對于這種情況下Rmin求法是：由點a（xD，xD）向平衡線作切線，再由切線的斜率或截距求Rmin。小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!6.8.3適宜回流比的選擇精餾操作存在一個適宜回流比。在適宜回流比下進行操作，設(shè)備費及操作費之和為最小。1）操作費：——取決于回流比R；小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!例、在常壓連續(xù)精餾塔中分離苯-甲苯混合液，已知XF=0.4（摩爾分率、下同），XD=0.97,Xw=0.04相對揮發(fā)度α=2.47。試分別求以下三種進料方式下的最小回流比和全回流下的最小理論板數(shù)。（1）冷液進料q=1.387（2）泡點進料（3）飽和蒸汽進料解：（1）q=1.387則q線方程：小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!(2)泡點進料，q=1則xq=xF=0.4小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!(4)全回流時的最小理論板數(shù)因此，在分離要求一定的情況下，最小回流比Rmin與進料熱狀況q有關(guān)，q,Rmin.小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!圖6-42全回流與最少理論板數(shù)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!（6－83）（6－84）小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!圖6-44最小回流比eqfyqxq小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!圖6-44最小回流比eqfyqxq小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!6.8.1

全回流和最小理論塔板數(shù)1．全回流的特點全回流即塔頂上升蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后全部冷凝液均引回塔頂作為回流。全回流時塔頂產(chǎn)品量D=0，塔底產(chǎn)品量W=0，為了維持物料平衡，不需加料，即F=0。見圖(6－42）。(6－62)全回流時回流比為:小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!2．全回流時理論板數(shù)的確定全回流時，D=0，F(xiàn)=0，W=0；達到給定分離程度所需的理論板層數(shù)最少為Nmin。1）Nmin的求法a）圖解法xWxD在平衡線和對角線之間做直角梯級。圖6-43圖解法求理論塔板數(shù)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!離開任一層板的汽液組成間的關(guān)系為：若塔頂采用全凝器：(6－67)(6－68)(6－69)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!即同理，第二板的氣液平衡關(guān)系為：(6－75)(6－74)(6－73)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!——芬斯克方程

（6－81）(6－80)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!由上述分析可知，因全回流時無產(chǎn)品，故其生產(chǎn)能力為零，可見它對精餾塔的正常操作無實際意義，但全回流對精餾塔的開工階段，或調(diào)試及實驗研究具有實際意義。小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!因此，最小回流比是回流比的下限。此時：所對應(yīng)的理論板數(shù)小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!式中xq，yq為q線與平衡線交點的坐標，可用圖解法由中讀得，或由q線方程與平衡線方程聯(lián)立確定。2、解析法因在最小回流比下，操作線與q線交點坐標（xq，yq）位于平衡線上，對于相對揮發(fā)度為α（或取平均值）的理想溶液，可用下式表示：（6－84）小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!當進料熱狀態(tài)為泡點液體進料時，xq=xF：（6－87）若為飽和蒸汽進料，yq=yF：（6－88）將式（6－10）代入式（6－82）可得：小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!圖6-45不同平衡線形狀的最小回流比qq小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!在精餾設(shè)備的設(shè)計計算中，通常操作回流比為最小回流比的1.1～2倍。即：2）折舊費：取決于實際板數(shù)，實際板數(shù)又取決于理論板數(shù)，與R有直接關(guān)系。綜合以上兩點，操作費與折舊費都與R有關(guān)。小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!相平衡方程：兩式聯(lián)立；xq=0.483,yq=0.698小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!(3)飽和蒸汽進料，q=0則yq=xF=0.4小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!3、對一般物系取使用回流比R=（1.1~2）Rmin，而對難分離物系，使用回流比可超出上述范圍。本節(jié)要點：1、全回流時精餾段操作線與提餾段操作線均與對角線重合，這時y=x；所需理論板數(shù)最少。2、最小回流比是針對一定的分離任務(wù)而定，分離任務(wù)有變化，最小回流比也會變化。若回流比小于最小回流比，不能達到要求的分離任務(wù)，但它能正常操作。End小回流比的影響與選擇共38頁，您現(xiàn)