精馏塔回流比控制
回流比
回流比回流比实质上就是增加气液分离的次数，增强分离效果而以，是提纯工序中增加产品纯度最有效的方法回流比越大，分离效果越好，产品质量越高，生产能力就越小，能耗越高。
回流比：精馏段内液体回流量与采出量之比，通常用R来表示。
R=L/DR：回流比L：单位时间内从精馏段内某一塔板下降的液体，单位：Kmol/h。
D：单位时间内从精馏塔顶采出的馏出液（产品），单位：Kmol/h。
回流比越大，分离效果越好，产品质量越高，生产能力就越小，能耗越高对某一种需要分离的介质，根据其物料和选用塔型特性，有一个回流比下限，即叫做最小回流比。
在规定的要求下，最小回流比时所需要的理论塔板数将无限大。
对固定分离要求过程，最适宜的回流比确定依据为：回流比减少，生产操作费用减少，但所需的塔板数增加，投资费用增加，反之，增加回流比，减少塔板数，却增加运行费用。
最适宜的回流比是以投资费用和经常运行费用之和在特定的经济条件下为最小。
通常实际生产操作中回流比取最小回流比的1.3—2倍回流：通过整个精馏过程，最终由塔顶得到高纯度，易挥发的组分，由塔顶馏出，塔釜得到基本是难挥发的组分。
精馏六区别于一次蒸馏在于回流，包括塔顶的液相回流及塔底的部分气化造成的液相回流。
回流是构成气液相接触传质传热的必要条件。
没有气液两相的接触也就无从进行质的交换。
当然组分挥发度的差异仍然是精馏过程的基础。
精馏过程中混和液加热所产生的蒸汽由塔顶馏出，进入塔顶分离器，冷凝成液体将其一部分冷凝液返回塔顶，沿塔板下流，这部分液体称为回流液。
将一部分冷凝从塔顶采出作为产品，回流比就是精馏段内液体回流与采出液量之比。
回流比大，分离效果好，产品质量高，回流比过大，生产能力下降，能耗增加，回流比对精馏操作影响很大，直接关系到塔内各层塔板上的物料浓度的改变和温度的分布，最终反映在它的分离效率上。
回流比的调节：主精馏塔的回流比为：2.0-2.5调节的依据是:根据塔的负荷和精甲醇质量,当塔的负荷较轻时,这时塔板比较富余,可以取较低的回流比,比较经济,为了保证精甲醇的质量,精馏段灵敏板的温度可控制略低,反之,则增大回流比,在照顾精甲醇的质量的同时,为保持塔釜温度、灵敏板的温度可控制略高。
精馏塔的控制要求
精馏塔的控制要求2.1 质量指标混合物分离的纯度是精馏塔控制的主要指标。
在精馏塔的正常操作中，产品质量指标就必须符合预定的要求，即保证在塔底或塔顶产品中至少有一种组分的纯度达到规定的要求，其他组分也应保持在规定的范围内，因此，应当取塔底或塔顶产品的纯度作为被控变量。
但是，在线实时监测产品纯度有一定的困难，因此，大多数情况下是用精馏塔内的“温度和压力”来间接反应产品纯度。
对于二元精馏塔，当塔压恒定时，温度与成分之间有一一对应的关系，因此，常用温度作为被控变量。
对于多元精馏塔，由于石油化工过程中精馏产品大多数是碳氢化合物的同系物，在一定的塔压下，温度与成分之间仍有较好的对应关系，误差较小。
因此，绝大多数精馏塔当塔压恒定时采用温度作为间接质量指标。
2.2 平稳操作为了保证精馏塔的平稳操作，首先必须尽可能克服进塔之前的主要可控扰动，同时缓和一些不可控的主要扰动，例如，对塔进料温度进行控制、进料量的均匀控制、加热剂和冷却剂的压力控制等。
此外，塔的进出物料必须维持平衡，即塔顶馏出物与塔底采出物之和应等于进料量，并且两个采出量的变化要缓慢，以保证塔的平稳操作。
另外，控制塔内的压力稳定，也是塔平衡操作的必要条件之一。
2.3 约束条件为了保证塔的正常、平稳操作，必须规定某些变量的约束条件。
例如，对塔内气体流速的限制，塔内气体流速过高易产生液泛，流速过低会降低塔板效率；再沸器的加热温差不能超过临界值的限制等。
3精馏塔的温度控制精馏塔控制最直接的质量指标是产品的组分，但产品组分分析周期长，滞后严重，因而温度参数成了最常用的控制指标，即通过灵敏板进行控制[3]。
3.1 精馏段温度控制精馏段温控灵敏板取在精馏段的某层塔板处，称为精馏段温控。
适用于对塔顶产品质量要求高或是气相进料的场合。
调节手段是根据灵敏板温度，适当调节回流比。
例如，灵敏板温度升高时，则反映塔顶产品组成XD下降，故此时发出信号适当增大回流比，使XD上升至合格值时，灵敏板温度降至规定值。
回流比
[习题] 在连续精馏塔中分离二甲苯混合液。原料液中 乙苯的摩尔分数为0.40，要求馏出液中含乙苯99.0%， 釜残液乙苯含量不超过1%。料液在饱和液体下加入塔 中，操作回流比R = 75，乙苯与对二甲苯的平均相对挥 发度α = 1.06。 （1）试估算所需的理论塔板数。 （2）若为了降低能耗，将回流比降至50，所需理论塔 板数为多少。
在1940年吉利兰关联提出后，不少研究者提 出了各种关联，希望提高估算精度，但效果不明 显，吉利兰关联至今仍到得广泛应用。 用吉利兰关联估算理论板数，包括如下三步: ①首先用芬斯克方程计算最少理论板数; ②计算给定条件下的最小回流比； ③应用吉利兰经验关联式估算所需理论板数。
[例] 在连续精馏塔中分离苯、甲苯混合液。原料液的流 量为5000kg/h，其中苯的摩尔分数为0.45，要求馏出液中 含苯98.0%，釜残液中含甲苯 95%。料液在饱和液体下加 入塔中，操作回流比R=2.5，苯与甲苯的平均相对挥发度 α = 2.41。试估算所需的理论塔板数。 解：(1) 计算Nmin
相对挥发度
AB
PA PB
相对挥发度的估算：
lg AB Tb A Tb B 9.177 (Tb ) A (Tb ) B
(3)理论塔板的简捷计算法
将许多不同精馏塔的回流比、最小回流比、 理论板数及最小理论板数即R、Rmin、N、Nmin四 个参数进行定量的关联。常见的这种关联如图所 示，称为吉利兰图（Gillilad）图。 吉利兰关联是根据61个双组分和多组分精馏 塔的逐板计算结果理得到。可近似表示为下式：
另外，加料量的变化直接影响蒸汽速度的改变。后 者的增大，会产生夹带、甚至液泛。 当然，在允许负荷
的范围内，提高加料量，对提高产量是有益的。如果超 出了允许负荷，只有提高操作压力，才可维持生产。但 也有一定的局限性。 加料量过低，塔的平衡操作不好维持，特别是浮阀 塔、筛板塔、斜孔塔等，由于负荷减低,蒸汽速度减小， 塔板容易漏液，精馏效率降低。在低负荷操作时，可适 当的增大回流比，使塔在负荷下限之上操作，以维持塔 的操作正常稳定。
甲醇水精馏塔设计回流比确定
温差对数平均值 ℃
换热面积A m2 换热器2利用热蒸汽提供水再沸需要剩 余热量
取总的传热系数K W/（m2*℃）
逆流温差△T1℃ 逆流温差△T2 ℃
温差对数平均值 ℃
换热面积A m2 减压阀 热量衡算 塔顶液相温度/℃ 塔顶温度下甲醇Cp KJ/(Kg·℃) 塔顶温度下甲醇汽化热（KJ/Kg） 水的汽化热（KJ/Kg） 甲醇流出再沸器温度/℃ 甲醇降温放出热量Q（KJ/h）=部分甲 醇气化吸收热量Q'（KJ/h） 气化部分甲醇的质量流量（Kg/h） 在管程中使这部分气体液化，冷却水 进出冷凝器的温度分别是20℃、50℃ 冷却水进入冷凝器温度℃
沸点温度下水的汽化热（KJ/Kg） 甲醇的汽化热（KJ/Kg） 水再沸需要热量 水再沸需要热量=甲醇液化放出热量+ 甲醇降温放出热量+水蒸气放出热量 Q底=Q甲醇+Q'甲醇 甲醇气相上升量V（koml/h） 塔顶馏出液平均摩尔质量M （kg/kmol） 再沸器温度T0 塔底馏出液温度T 甲醇蒸气经热泵作用后温度Ti
换热器有关计算
取总的传热系数K W/（m2*℃） 逆流温差△T1℃ 逆流温差△T2 ℃ 温差对数平均值 ℃
换热面积A m2
塔顶换热器热量衡算 水蒸气放出热量Q=塔顶料液吸收热量 Q'
热蒸气进入换热器的温度T1 ℃
流出换热器的温度T2℃ 温差△T℃ 平均温度Tm℃ 水蒸气在Tm下的热容Cp KJ/(Kg·℃)
0.50 0.0622
68
泡点温度下甲醇密度ρ (kg/m3)
735.8499806
厚度∮（mm） 平衡方程 PV=nRT
其中R为 8.314
精馏塔操作中常见的几大问题与控制办法
精馏塔操作中常见的几大问题与控制办法精馏技术广泛应用于各类化学品的生产中，而精馏塔在化工厂也是较为常见的装置之一。
而在实际操作中，大家都会遇到各种各样问题，现与大家分享一下精馏操作中常见的几种问题与控制办法。
1精馏操作中怎样调节塔的压力？影响塔压变化的因素是什么？任何一个精馏塔的操作，都应把塔压控制在规定的指标内，以相应地调节其它参数。
塔压波动过大，就会破坏全塔的物料平衡和气液平衡，使产品达不到所要求的质量。
所以，许多精馏塔都有其具体的措施，确保塔压稳定在适宜范围内。
对于加压塔的塔压，主要有以下两种调节方法：1. 塔顶冷凝器为分凝器时，塔压一般是靠气相采出量来调节的。
在其它条件不变的情况下，气相采出量增大，塔压下降；气相采出量减小，塔压上升。
2. 塔顶冷凝器为全凝器时，塔压多是靠冷剂量的大小来调节，即相当于调节回流液温度。
在其它条件不变的前提下，加大冷剂量，则回流液的温度降低，塔压降低；若减少冷剂量，回流液温度上升，塔压上升。
对于减压精馏塔的压力控制，主要有以下两种方法：1. 当塔的真空借助于喷射泵获得时，可以用调节塔顶冷凝器之冷剂量或冷剂温度从而改变尾气量的方法来调节塔的真空度。
当被分离的物料允许与空气接触时，在此控制方案中，蒸汽喷射泵在最大的能力下工作，调节阀装在通大气的管线上，用调节阀开度的大小，调节系统的尾气抽气量，从而达到调节塔的真空度的目的。
2. 当采用电动真空泵抽真空时，调节阀装在真空泵的回流管线上，用调节阀开度的大小来调节系统的尾气抽出量，从而调节塔的真空度。
对于常压塔的压力控制，主要有以下三种方法：1. 对塔顶压力在稳定性要求不高的情况下，无需安装压力控制系统，应当在精馏设备（冷凝器或回流罐）上设置一个通大气的管道，以保证塔内压力接近于大气压。
2. 对塔顶压力的稳定性要求较高或被分离的物料不能和空气接触时，塔顶压力的控制可采用加压塔塔压的控制方法。
3. 用调节塔釜加热蒸汽量的方法来调节塔釜的气相压力。
实验十二、精馏塔部分回流操作及塔效率的测定实验
yn1
x R xn D R 1 R 1
式中， yn 1 －精馏段第 n+1 块塔板上升的蒸汽组成，摩尔分数；
xn －精馏段第 n 块塔板下流的液体组成，摩尔分数； xD －塔顶溜出液的液体组成，摩尔分数；
R －泡点回流下的回流比。
提馏段的操作线方程为：
ym1
Wx L' xm ' W ' L W L W
c pF (tS tF ) rF
其中， 式中， q －进料热状况参数；
q 1
rF －进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol； t S －进料液的泡点温度，℃； t F －进料液温度，℃；
c pF －进料液在平均温度 (tS tF ) /2 下的比热容，kJ/（kmol℃） ；
xF －进料液组成，摩尔分数。
图 2 塔顶回流示意图 对第一块板作物料、热量衡算：
V1 L1 V2 L V1IV 1 L1I L1 V2 IV 2 LI L
对上面两式整理、化简后，近似可得：
L1 L[1
即实际回流比：
c p (t1L t R ) r
]
R1
L1 D
L[1
c p (t1L t R ) r D
rm 1.9867 103 x2 13.8799 x 2.2525 103
式中: rm ——汽化潜热[kJ/kg]
x ——乙醇的质量百分数
乙醇---水溶液的比热计算公式
c pm 4.229 1.3377t log( x) 2.307 x 1.2773t 102
五．数据记录及处理
1. 数据记录 实际塔板数： 进料温度： 塔釜温度：
不同回流比对精馏分离效果的影响
17
参考文献
1.1 理论塔板
若气、液两相在塔板上接触时间足够长，使得离开该塔板的气、液两相互呈 平衡，即������������ 与������������ 平衡， ，则称该塔板为理论板。实际上由于塔板上气液接触时间 有限，������������ 与������������ 难以达到平衡，即理论板是不存在的。理论板作为衡量塔板分离效 率的依据和标准[2]。
1、流量计 2、进料阀 3、进料泵 4、热交换器 5、塔板 6、原料罐 7、残液罐 8、产品罐 9、反应釜 3
2.1 全回流
配制浓度为 18.1%的乙醇水溶液原料液加入贮缺罐中， ，打开进料阀，由进 料泵将原料打入塔釜中，观察塔釜的液位高度，进料至容积的 2/3 处停止进料。 打开塔顶冷凝器的冷却水，调节为 140L/h，关闭进料阀，启动电加热管电源， 调节加热功率为 90%，并关闭塔顶出料管路，使整塔处于全回流状态。经过 2 小时后，塔顶回流量、温度、塔釜温度稳定后，开始进入部分回流状态。
引言
精馏是化工分离工程中最基本、最重要的单元操作之一。在精馏的操作中, 回流比（R）是关系着精馏产品质量的重要参数。每当塔顶馏出液浓度下降或需 要进一步提高塔顶馏出液浓度时, 通常都以增加回流比的操作方式使产品得以 提高。 间歇操作回流比得出产品浓度一般都是变化的。本文通过实验讨论连续操 作过程中不同回流比对精馏分离效果的影响。
14
反应条件：回流温度 27.1℃，进料温度 40.3℃，������������ =0.897，������������ =0.178。 塔板层数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R=1 74.8 75.3 75.3 75.8 76.1 76.5 76.5 79.3 84.3 全回流温度 部分回流温度 78.8 80.4 81.1 84.3 85.0 85.2 85.2 87.7 88.3
回流比的影响及其选择
对角线
yn 1 xn
xW
xD
GLL
最小回流比
对于一定的进料和分离要求： R，精馏段操作线截距增大，操作线向平衡线移动； 进料不变则 q 线不变。操作线交点 d 将向平衡线靠近。 R，提馏段操作线也向平衡线移动。 结论： R，达到指定分离程度所需理论板数将增多。
a g
yq
d
f
饱和液体进料:xq=xF
Rmin 1 x D (1 x D ) 1 xF 1 xF
其它进料热状态下，可由相平衡方程和 q 线方程联立 求解得到交点坐标： xq，yq
GLL
非理想物系的Rmin
一般情况下，xq与 yq 互成平衡（交点 g 在平衡线上）。 平衡线有凹凸时，随R，交点 d 未落到平衡线上之前，操 作线已与平衡线相切（g点）。此时恒浓区出现在 g 点附 近，对应的回流比为最小回流比。
GLL
全回流与最小理论板数
全回流时：R 精馏段操作线： yn1 D=0 W=0 F=0
yn 1 xn
R xD xn R1 R1 V V
提馏段操作线：yn1 L xn WxW 全回流操作只适用于精馏塔的开工、 调试及实验研究。 全回流时操作线和平衡线的距离最远， 达到相同的分离程度所需的理论板数 最少，以 Nmin 表示。计算方法见7.5.3
1.0 1.0 q d g a a
yq yd
q
yd
d
yq
g
0
xW
xd
xF
xq
xD
1.0
0 xW x q
xd
xF
xD 1.0
计算Rmin 时，式中xq 与 yq分别为 xd 与 yd 。 Rmin
7-6 最小回流比、理论板数的确定、精馏塔操作问题
☼ F=D+W， D↓→ W↑ ☼ R↑→（L/V）↑精馏段分离能力提高， xD↑ ☼ L’↑，V’不变→（L’/V’）↑；提馏段分离能力↓，xW↑ 。
☼ 结论： V’不变，R↑， xD↑ ， D↓ 。
化工原理----精馏
☼ ②塔顶产品量不变
问题：R↑，F、xF、q、D不变，L、V、 L’、V’、W、xD、xW如何变化？
化工原理----精馏
R = Rmin时，对平衡线不正常（有明显下凹）的情况， 不能采用解析法，只能采用图解法求最小回流比。而正常的
平衡线也可采用图解法。
1
e
d xD R min1
0 xW xF
1
d
xD
e
R min1
xD 1
0 xW
xF
xD 1
化工原理----精馏
☼3、适宜回流比
R → Rmin时，N→∞；R→∞， N → Nmin R 对分离过程有显著的影响，确定回流比的方法有 两种：
影响-20
化工原理----精馏
化工原理----精馏
七、理论板数的简捷计算法
☼吉利兰关联图
用于初步估算 适用范围
化工原理----精馏
练习
☼121 习题 7-21
化工原理----精馏
八、理论板当量高度与填料层高度
☼填料层高度=理论塔板数X等板高度
化工原理----精馏
九、精馏装置的热量衡算
☼1、冷凝器、再沸器的热量衡算（自学） ☼2、 精馏过程的节能措施
（2）减小塔顶与塔釜间温差
温差越大，则有效能损失越大，缩小塔顶与塔釜 温差主要方法有：①降低塔板压降；②设置中间 再沸器或冷凝器。
精馏塔分离参数制定依据
精馏塔控制参数制定依据一、操作温度1、一般指塔釜温度、塔顶温度及回流温度2、设置依据（1）塔釜温度：满足塔设计回流比要求；（2）塔顶温度：用于间接反映塔顶产品品质；（3）回流温度：满足塔设计回流温度要求，对塔釜热负荷有影响。
3、控制（1）塔釜温度：塔釜温度控制主要有两种方式，一是以加热调节阀直接控制釜温（适用于塔真空系统稳定及进料组分稳定的情况）。
二是通过控制塔顶塔釜压差简介控制釜温，其优点是更能保障塔回流量的稳定，但对于仪表精度及安装位置合理性要求较高，存在波动或显示失真时容易引起控制失效。
（2）塔顶温度：对于轻重组分相对挥发度较大（或简单理解沸点差较大）的分离体系，塔顶温度能较为直观反映塔顶轻组分纯度情况，因此其温度控制也主要由塔顶采出量进行控制，另外回流温度对塔顶温度也有较大的影响；（3）回流温度：塔顶蒸汽冷却介质的温度及流量进行控制（冷却温度高会导致真空系统带液，冷却温度过低会造成塔釜热负荷增加）。
4、其他说明：生产负荷降低时，塔顶采出量降低，回流比不变情况下，回流量可降低，塔釜操作温度可降低。
二、操作压力1、一般指塔顶压力2、设置依据：设计需要，设计过程提出分离量与分离效果要求，以及热源供应情况，由设计方进行核算，对比一次投资与能耗情况进行选择确定（对应关系为：压力降低（真空度增加），分离效果增加，处理能力降低，压力升高（真空度降低），分离效果降低，处理能力增大）。
3、控制：真空尾气回流调节、真空泵级数调节、真空调节阀调节等；4、其他说明：（1）当塔生产负荷较低时，可能增大塔真空度，以降低能耗，在热源足够情况下，可降低真空，提高塔生产能力。
（2）操作温度与操作压力的关系，操作压力增大，对应的操作温度也要增高（满足回流比要求）。
三、操作液位1、设置依据：（1）对于虹吸式再沸器，其塔釜液位合理范围应为再沸器气相管下平面与再沸器上管板之间。
即保障塔加热器蒸汽正常上升，又最大程度利用换热器的换热面积（对于存在腐蚀的，还能一定程度降低气体冲刷腐蚀作用）；（2）对于卧式再沸器，连续生产应维持液位在釜的中部，使蒸发面达到最大，对于间歇生产的应保障液位不低于换热器列管，不高于釜容积的80%；（3）对于夹套式或盘管式加热，液位应维持在釜上封头与换热管接口之间，使蒸发面最大，换热面积也最大利用。
第5章 精馏塔的控制
102
衡
塔的正常操作 F
影响产品质量
LT 101 LC 101
LR
分 馏 c塔
Vs
FT 101 FC 101
TT 101
TC
H
101
PC 101
LT 102 LC 102
D
B
⑴ 操作压力大于大气压
① 液相采出，馏出物中含有大量不凝物
PT PC
PC
101 101
PT
101
101
LR
D
适合气体流经冷凝器的阻力变化 较小，回流罐的压力基本代表塔 顶压力。
精馏塔原理示意图
5.2 精馏塔受控变量的选择
控制的目的：保证产品质量。 研究的问题：① 检测变量的选择；
② 检测点的位置。 按质量指标：产品成分（直接变量）。 成分分析仪表的特点：周期长、反应慢、滞后大； 故常选择表征成分的间接变量。
常用的间接变量：温度
5.2 精馏塔受控变量的选择
⑴ 测温点的选择 ① 测温点尽量选择在通道滞后较小的点(压力一定)。 ② 采用塔顶回流控制温度时，选择顶部塔板液相温度。 灵敏板：在扰动作用下，达到新的稳态时，温度变化最大塔板。 灵敏板的优点：动态响应较快。 灵敏板的位置：根据分馏塔的模型逐坂计算确定。
液相采出，馏出物中含有大量不凝物
PT PC
PC
101 101
PT
101
101
LR
D
适合气体流经冷凝器的阻力变化较小， 回流罐的压力基本代表塔顶压力。
LR
D
冷凝器的阻力较大时，回流罐 压力不能代表塔顶压力。
液相采出，馏出物中含有少量不凝物
当塔顶气相中不凝性气体量小于塔顶气
精馏塔的调节与操作型计算
回流比的影响： R，精馏段操作线斜率 ；提馏段操作线斜率，两操作线 与平衡线距离，传质推动力，塔板分离能力 。当操 作达到稳定时 xD 必有所提高， xW 必将降低。 定量方法：试差
先假定一个xW→物料衡算→ xD →逐板计算或图解法→ xW计 比较两者 注意：馏出液流率D/F一定时，R ，xD 虽有所提高，但 （1）受全塔物料衡算的限制：xD=FxF/D； （2）受塔板数的限制，提高程度有限； （3）受到塔釜及冷凝器负荷的限制。
对高纯度分离，一般不能用简单的 测量塔顶温度来控制馏出液组成。
塔顶 塔板序号 高纯度分离
灵敏板：温度改变最显著的塔板。 以该塔板上的温度监控全塔的操作 状态，有利于对精馏塔进行预见性 调节。灵敏板通常靠近进料口。
塔釜 温度 t
y3=0.9641
y4=0.9243 y5=0.8497 y6=0.7289
x3=0.9158
x4=0.8318 x5=0.6959 x6=0.所得全塔的气、 液 组成列于附表。
x10=0.0825与初始假设值x’w=0.0821基本相近，计算有效。 回流比增加，xD增大而xW减小，即塔顶和塔釜产品的纯度皆提高
D x F xW 0.25 0.085 0.1844 F x D xW 0.98 0.085
F 5.424 D
当回流比R=8时，假设此时的x’w=0.0821，由物料衡算式得
x'D (1 x F xW D F D ) F 0.25 0.0821( 1 0.1844 ) 0.9928 0.1844
GLL
已知全塔理论板数，进料位置或精馏段ND和提馏段NW的理 论板数，进料组成xF和进料热状态参数q，回流比R及物系 平衡数据或相对挥发度α，求可能达到的xD和xW。 其图解试差法的步骤为： ① 在x-y图上作平衡线和对角线； ② 作q线； ③ 计算精馏段操作线斜率R/(R+1)； ④ 求xD。先假设一个x’D，并作出精馏段的操作线，在其和 平衡线间作阶梯得到精馏段所需的理论板数N’D,若N’D=ND， 则假设合理，即xD=x’D；若N’D≠ND，则重新假设并重复上 述步骤，直到N’D=ND为止。 ⑤ 求xw。先假设一个x’w，并作出提馏段的操作线，在其和 平衡线间作阶梯得到提馏段所需的理论板数N’W ，若 N’W=NW ，则假设合理，即x’w=xw ；若N’W≠NW ，则重新假 设并重复上述步骤，直到N’W=NW为止。
回流比简述
1.回流比：在精馏过程中，混合液加热后所产生的蒸汽由塔顶蒸出，进入塔顶冷凝器。
蒸汽在此冷凝（或部分冷凝）成液体，将其一部分冷凝液返回塔顶沿塔板下流，这部分液体叫做回流液；将另一部分冷凝液（或未凝蒸汽）从塔顶采出，作为产品。
回流比就是回流液量与采出量的重量比，通常以通常以R来表示，即R=L/D 式中R-回流比L-单位时间内塔顶回流液体量，公斤/小时。
D-单位时间内塔顶采储量，公斤/小时。
2.最小回流比：在规定的分离精度要求下，即塔顶、塔釜采出的组成一定时，逐渐减少回流比，此时所谓的理论板数逐渐增加。
当回流比减少到某一数值时，所需的理论板数增加至无数多，这个回流比的数值，成为完成该项预定分离任务的最小回流比。
通常操作时的实际回流比取为最小回流比的1.3～2倍。
3.全回流：在精馏操作中，把停止塔进料，塔釜出料和塔顶出料，将塔顶冷凝液全部作为回流液的操作叫全回流。
全回流的操作一般用在精馏塔开车初期，或用在生产不正常时精馏塔的自身循环操作中。
4.最适宜回流比是怎样确定：对固定分离要求的过程来说，当减少回流比时，运转费用（主要表现在塔釜加热量和塔顶冷量）将减少，所需塔板数将增加，塔的投资费用增大；反之，当增加回流比时，可减少塔板数，却增加了运转费用。
因此，在设计时应选择一个最适宜的回流比，以使投资费用和经常运转的操作费用之和在特定的经济条件下最小，此时的回流比称之为最适宜回流比。
5.回流比的控制方式：1.分凝器：适用于通过调节循环水进水量控制冷凝器有效冷凝面积和气相采出量，适用于连续精馏。
2.全回流：适用于高凝高沸的工艺物料连续精馏和间歇精馏。
3.靠重力回流形式：通过调节采出量的多少控制回流量，采出的阀门可为手动调节或电动调节，适应于冷凝器在高位的连续精馏。
4. 适用于冷凝器高位的间歇精馏：通过回流比控制器控制回流和采出，阀门装在采出侧，根据手动或电动调节采出量。
5.靠重力回流的连续精馏：通过流量计测量回流量或者采出量调节采出和回流的多少。
精馏塔 高负荷下 回流比控制
精馏塔高负荷下回流比控制下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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精馏塔回流比取值范围
精馏塔回流比取值范围精馏塔回流比是工业生产中常用的一个操作参数，它直接影响着生产过程中的分离效果和能耗。
在确定精馏塔回流比时，需要考虑多方面的因素，并在一定的范围内进行选择。
精馏塔回流比是指塔回流液与进馏液之间的比值。
通常用来衡量回流液的量是否足够，以实现理想的分离效果。
过高的回流比会导致塔回流液过多，增加设备的能耗和成本，但有助于提高分离效果。
而过低的回流比则会导致生产效率低下，分离效果较差。
精馏塔回流比的取值范围与具体的生产工艺和设备有关。
一般来说，对于某一具体的分离过程，可以通过实验和模拟计算来确定最佳的回流比取值。
在实际操作中，通常会选择一个适中的回流比，既能保证较好的分离效果，又能控制能耗在合理的范围内。
确定精馏塔回流比时，需要考虑以下几个因素：首先，需要考虑分离过程中需要达到的目标。
不同的产品和生产过程对精馏的要求不同，需要根据具体情况来确定回流比。
例如，在某些精细化工生产中，对产品纯度的要求较高，这就需要选择比较高的回流比，以提高分离效果。
其次，需要考虑设备的能力和稳定性。
精馏塔回流比的选择不能超过设备的设计能力，否则容易导致设备运行不稳定或损坏。
另外，设备的稳定性也会受到回流比的影响，过高或过低的回流比都可能导致设备性能下降。
此外，还需要考虑经济效益。
过高的回流比会增加能耗和成本，而过低的回流比可能导致低产率和产品质量下降。
因此，在选择回流比时需要综合考虑生产效果和经济效益，找到一个平衡点。
最后，还应注意操作的安全性。
过高的回流比可能导致操作压力过高，增加设备的风险，而过低的回流比则可能降低设备的稳定性。
因此，在确定回流比时，需要确保操作的安全性，并根据需要采取相应的措施。
综上所述，精馏塔回流比的取值范围取决于具体的生产工艺和设备要求。
在实际操作中，需要考虑分离效果、设备能力、经济效益和安全性等因素，找到一个平衡点。
只有合理选择精馏塔回流比，才能确保生产的顺利进行，提高产品的质量和利润。
精馏回流如何控制
精馏回流如何控制塔顶回流控制分两种情况：一是手动控制（强制回流），一是自动控制。
自动控制时：回流量受塔顶采出量的影响。
当进料量不变时，要控制好塔顶采出量。
若塔顶采出量增大，回流比减小，气液接触不好，塔顶产品的质量不合格。
如果进料量加大，要计算出塔顶采出增加量，采出过小，回流量增加，回流量增大，塔内物料增多，上升蒸汽速度增大，塔顶与塔釜的压差增大，严重时会引起液泛；采出过大，回流量减小，气液接触不好，塔顶产品的质量不合格。
手动控制时在精馏塔正常操作时，只要塔顶产品质量没有大的变化，塔的回流量变化很小，甚至可以保持不变。
在实际操作中，回流量基本不受进料量的影响。
要保持回流罐液位，不能出现满罐或抽空现象。
一、开车前应该做什么准备？开车前检查精馏塔，尽早发现缺陷和差错,尽早进行修复,所花费的时间最短,其费用也能减到最小,所以应提倡边安装边检查。
开车前应该做的准备：1.检查水、电、气（空气、氮气）、汽（水蒸气）是否符合工艺的要求；2.传动设备是否备二待用；3.设备、仪表、安全设施是否齐全好用；4.所有的阀门要处于关闭状体；5.个水冷凝（冷却）器要通入少量的水预冷，加热釜要通少量的蒸汽预热；6.设备内的氧含量应符合投料的要求；7.做好前后工段（或岗位）的联系工作，特别要联系好原料的来源供应及产品的贮存、输送，通知分析室准备取样分析。
二、精馏塔开车有哪些步骤？开车是生产中十分重要的环节,它是建设一套装置花费的人力、物力和财力即将形成为生产力的转折点。
开车的目标是缩短开车时间,节省开车费用,避免可能发生的事故,尽快取得合格产品。
精馏塔开车一般步骤：1.制定出合理的开车步骤，时间表和必须的预防措施；准备好必要的原材料和水电汽供应；配备好人员编制，并完成相应的培训工作等。
2.此时，塔的结构必须符合设计要求，塔中整洁，无固体杂物，无堵塞，并清除了一切不应存在的物质，例如塔中含氧量和水分含量必须符合规定；机泵和仪表调试正常；安全措施已调整好。
实验十二、精馏塔部分回流操作及塔效率的测定实验
五．数据记录及处理
1. 数据记录 实际塔板数： 进料温度： 塔釜温度：
o
块 C o C
塔釜压力 P： 塔顶温度：
Mpa o C
测定温度/℃ 进料浓度 塔顶浓度 釜液浓度
酒精计读数
摩尔浓度
2. 数据处理 （1） 查出乙醇-水的 y-x 相平衡数据并绘图，然后用铅笔绘于坐标纸中或者用 origin 软件绘图并 A4 纸打印 （2） 查出乙醇-水的 T-x 图对应浓度下的泡点温度，求出对应 q 值 （3） 计算出操作线方程，并将操作线绘制于相图中； （2） 将实验数据描于图中，用图解法得到部分回流状态下精馏塔的阶梯数就是全塔所需的理论踏板数（包含再沸器） ，跨过点 d 的那块板就是加料板， 其上的阶梯数为精馏段的理论塔板数。
图 3 部分回流时理论板数的确定
三、实验装置和流程
本实验装置的主体设备是筛板精馏塔，配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料 管路、进料泵和一些测量、控制仪表。精馏过程如图 4 所示。 本实验料液为乙醇-水溶液，釜内液体由电加热器产生蒸汽逐板上升，经与各板上的液体传质后， 进入盘管式换热器壳程，由冷却水冷凝成液体后再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内， 另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液流入釜液贮罐。
c pF (tS tF ) rF
其中， 式中， q －进料热状况参数；
q 1
rF －进料液组成下的汽化潜热，kJ/kmol； t S －进料液的泡点温度，℃； t F －进料液温度，℃；
c pF －进料液在平均温度 (tS tF ) /2 下的比热容，kJ/（kmol℃） ；
xF －进料液组成，摩尔分数。
六．思考题
1、是否精馏塔越高，产量越大？ 2、将精馏塔加高能否得到无水酒精？ 3、影响精馏塔操作稳定的因素有哪些？结合本实验说明。 4、操作中加大回流比应如何进行？有何利弊？ 5、精馏塔在操作过程中，由于塔顶采出率太大而造成产品不合格时，要恢复正常的最快最有效的 办法是什么？
谈精馏操作最小回流比的确定
斜率即方程 (11) 中的 xi 前的系数导出 ,也可用此线
在
y
轴上的截距
y0
=
Rmin
xD - Σ( FKΠD) ZK + 1 + Σ( FKΠD) ( qK -
导 1)
出。
参考文献 :
[1 ] 陈敏恒. 化工原理. [ M ] . 北京 :化学工业出版社 ,1988.
Determining of the smallest reflux ratio of distillation operation LU Xiao - rong
6 多股进料塔的最小回流比的计算
图 2 为有 N 股进料的塔 。精馏塔被分成 N + 1 段 ,每段有一定的气液流量 ,当料液进入塔系时流量 则发生变化 ,因此每两相邻段的界面在加料点处 ,界
陆小荣. 谈精馏操作最小回流比的确定
·11 ·
面处 qJ 为进料 FJ 中液相的摩尔分数 ,由这个界面
1 回流的必要性
比较一下蒸馏与精馏过程 ,可以看出 ,精馏区别 于蒸馏就在于回流 。精馏的回流包括塔顶的液相回 流与塔釜的气相回流 。回流是构成汽液两相接触并 进行传质的必要条件 。当 xD 与塔顶气相 y1 相接触 时 ,由于 y1 和 xD 是不平衡的气液两相 ,其结果是轻 组分从液相向气相传递 。
·10 · 兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报 2001 年
max
L V
min
,只有这样才能保证每个截面都在理
想情况下有良好传质 。
上面是根据
L V
= f (α、xD 、x) 的函数关系定
min
性讨论了 α、xD 和 x 对
L V
和恒摩尔流的假定 ,可写出每段精馏塔中液体流量
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精馏塔回流比控制
精馏塔回流比控制是精馏塔操作中的关键参数之一。
精馏塔回流比是指在精馏塔中返回到塔顶的液相流量与原料进料流量的比值。
精馏塔回流比的控制对于分离效果的优化和产品纯度的提高至关重要。
精馏塔回流比的控制可以通过调节精馏塔中的回流量来实现。
通常，精馏塔的回流量是通过调节顶塔下液位的高度来控制的。
如果回流量比较大，那么回流液将占据较大的塔容积，使得分馏效果较好，但同时也会增加能耗和成本。
精馏塔回流比的控制可以根据需要进行调整。
一般来说，增加回流比可以提高产品的纯度，但也会增加能耗和成本。
相反，减少回流比可以降低能耗和成本，但可能会影响产品的纯度。
精馏塔回流比的控制可以通过反馈控制系统来实现。
控制系统可以根据塔顶压力、温度、液位和组分浓度等参数进行调整，以实现回流比的控制。
此外，还可以根据产品规格要求和经济因素进行优化调整。
总而言之，精馏塔回流比的控制对于精馏塔的操作和产品纯度的提高具有重要作用。
通过合理的回流比控制，可以实现分离效果的优化和产品成本的降低。