第七讲最小回流比与简捷法
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2
N − Nmin N +1
Y = 0.75 (1− X
0.567
)
⎤ ⎛ W ⎞⎥ ⎜ ⎟ ⎝ D ⎠⎥ ⎦
0.206
X=
R − Rmin R +1
本次课内容及要求
第五节 双组分连续精馏塔的计算
五、设计型计算 （二）回流比的选择 （三）简捷法
预习：特殊情况理论板数的计算
t
B
过热汽相区
汽液 两相
p=const
区
过冷液相区 0
x(y)
1. 0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【提问】
设计型计算
一、 精馏设计时，F、xF 、D、xD 、R 、α 一定，若进料温度降低， 则提馏段液汽比L’/ V’______，所需理论板数NT ______。 二、精馏设计时，若F、xF 、xD 、xW 、 α 、V’ 均为定值，将进料热 状态从q =1变为q >1 ，则设计时所需的理论板数______。 【结论】 一般而言，在热耗不变的情况下，热量应尽可能在塔底输 入，使所产生的汽相回流能在全塔中发挥作用；而冷却量应尽 可能施加于塔顶，使所产生的液体回流能经过全塔而发挥最大 的效能。
（二）回流比的选择
2. 最小回流比
q线
图解法—— 恒浓区出现在精馏段 （正偏差物系）
（xe , ye）
xW
xF
xD
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算
（二）回流比的选择
2. 最小回流比
q线
图解法—— 恒浓区出现在提馏段 （负偏差物系）
（xe , ye）
xW
xF
xD
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算
2. 最小回流比
最小回流比下：
• N → ∞，塔内出现恒浓区；
• 操作线与平衡线必有交点 。
Rmin
xD − ye = ye − xe
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[475]
（二）回流比的选择
2. 最小回流比
q线
图解法—— 恒浓区出现在进料处
（xe , ye）
xW
xF
xD
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[475]
（三）简捷法 计算步骤： ① 计算Rmin； ② 计算 Nmin(包括再沸器)； Y = ③ 计算X=(R-Rmin)/(R+1)； ④ 查Gilliland图，得Y，求N; ⑤ 确定进料板位置。
NR ⎡⎛ xB ⎞ ⎛ xA,W ⎞ = ⎢⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ NS ⎢⎝ xA ⎠F ⎝ xB,D ⎠ ⎣
露点进料： ye = yF ( xF )
Rmin
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[475]
（二）回流比的选择
3. 适宜回流比
N 费用 总费用 操作费
N min R min R 适 R R min R
适
设备费 R
一般适宜回流比取： R =(1.1～2)Rmin
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[482]
（二）回流比的选择
2. 最小回流比
解析法—— α恒定的物系（理想物系）
泡点进料： x = x e F
α xe ye = 1 + (α − 1) xe
ye xe = α − (α −1) ye
Rmin
1 ⎡ xD α (1 − xD ) ⎤ = ⎢ − ⎥ α − 1 ⎣ xF 1 − xF ⎦ 1 ⎡ α xD 1 − xD ⎤ = − ⎢ ⎥ −1 α − 1 ⎣ y F 1 − xF ⎦
【提问】
回流比的选择
某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则： （１）回流比等于______； （２）馏出液量等于______； （３）操作线斜率等于______； （４）理论塔板数______。 （石油大学2003年）
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[475]
（二）回流比的选择
N − Nmin N +1
Y = 0.75 (1− X
0.567
)
⎤ ⎛ W ⎞⎥ ⎜ ⎟ ⎝ D ⎠⎥ ⎦
0.206
X=
R − Rmin R +1
本次课内容及要求
第五节 双组分连续精馏塔的计算
五、设计型计算 （二）回流比的选择 （三）简捷法
预习：特殊情况理论板数的计算
t
B
过热汽相区
汽液 两相
p=const
区
过冷液相区 0
x(y)
1. 0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【提问】
设计型计算
一、 精馏设计时，F、xF 、D、xD 、R 、α 一定，若进料温度降低， 则提馏段液汽比L’/ V’______，所需理论板数NT ______。 二、精馏设计时，若F、xF 、xD 、xW 、 α 、V’ 均为定值，将进料热 状态从q =1变为q >1 ，则设计时所需的理论板数______。 【结论】 一般而言，在热耗不变的情况下，热量应尽可能在塔底输 入，使所产生的汽相回流能在全塔中发挥作用；而冷却量应尽 可能施加于塔顶，使所产生的液体回流能经过全塔而发挥最大 的效能。
（二）回流比的选择
2. 最小回流比
q线
图解法—— 恒浓区出现在精馏段 （正偏差物系）
（xe , ye）
xW
xF
xD
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算
（二）回流比的选择
2. 最小回流比
q线
图解法—— 恒浓区出现在提馏段 （负偏差物系）
（xe , ye）
xW
xF
xD
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算
2. 最小回流比
最小回流比下：
• N → ∞，塔内出现恒浓区；
• 操作线与平衡线必有交点 。
Rmin
xD − ye = ye − xe
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[475]
（二）回流比的选择
2. 最小回流比
q线
图解法—— 恒浓区出现在进料处
（xe , ye）
xW
xF
xD
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[475]
（三）简捷法 计算步骤： ① 计算Rmin； ② 计算 Nmin(包括再沸器)； Y = ③ 计算X=(R-Rmin)/(R+1)； ④ 查Gilliland图，得Y，求N; ⑤ 确定进料板位置。
NR ⎡⎛ xB ⎞ ⎛ xA,W ⎞ = ⎢⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ NS ⎢⎝ xA ⎠F ⎝ xB,D ⎠ ⎣
露点进料： ye = yF ( xF )
Rmin
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[475]
（二）回流比的选择
3. 适宜回流比
N 费用 总费用 操作费
N min R min R 适 R R min R
适
设备费 R
一般适宜回流比取： R =(1.1～2)Rmin
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[482]
（二）回流比的选择
2. 最小回流比
解析法—— α恒定的物系（理想物系）
泡点进料： x = x e F
α xe ye = 1 + (α − 1) xe
ye xe = α − (α −1) ye
Rmin
1 ⎡ xD α (1 − xD ) ⎤ = ⎢ − ⎥ α − 1 ⎣ xF 1 − xF ⎦ 1 ⎡ α xD 1 − xD ⎤ = − ⎢ ⎥ −1 α − 1 ⎣ y F 1 − xF ⎦
【提问】
回流比的选择
某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则： （１）回流比等于______； （２）馏出液量等于______； （３）操作线斜率等于______； （４）理论塔板数______。 （石油大学2003年）
第五节 双组分连续精馏塔的计算 五、设计型计算[475]
（二）回流比的选择