精馏塔回流比ppt
化工原理二元连续精馏.ppt
F, xF
若 F、xF、q、D、xD、R 相同，则
W* W S
W* W ------间接蒸汽加热流程 V
排出的釜液量大
W xW WxW
xW xW ------间接蒸汽加热流程
排出的釜液浓度小 水蒸汽 S，yS=0
D, xD L W*, xW*
3．直接蒸汽加热流程
适用范围：水溶液，且水是难挥发组分 与间接蒸汽加热流程计算相比：
(1)假设恒摩尔流假定成立，则
D, xD
S V' (R 1)D (q 1)F
L' W
F, xF
V
L
S W*
水蒸汽 S，yS=0 W*, xW*
3．直接蒸汽加热流程
与间接蒸汽加热流程计算相比：
（2）精馏线、q线、提馏线方程形式相同
在相同条件（F、xF、q、D、xD、R相同）下， 直接蒸汽加热与间接蒸汽加热相比，操作线及q
xn-1
也称默弗里（Murphree）板效。其定义为：
E mV
汽相实际增浓程度 汽相理论增浓程度
yn
y
n
yn1 yn1
n
yn
yn*
-------汽相默弗里板效
E mL
液相实际减浓程度 液相理论减浓程度
xn1 xn xn1 xn *
--------液相默弗里板效
E
E
R1
y1
R R1
xL
xD R1
y1 0.5 xL 0.5 0.8
0.71
xW
y1
1 y1
0.499
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。
化工原理课件 9.4 精馏
q [rF cP (tb tF )] rF
b. 饱和液体进料(泡点进料) 饱和液体温度等于泡点
iF i
q 1
V V
0 q 1
L LF
c.汽液混合物进料 汽液混合物的温度介于泡点和露点之间
i iF I
V V
LL
q=x(液相分率) 已知进料中汽相与液相的摩尔数之比为2:1，轻组分的摩尔分 数为0.55,则q=_____. A. 1/3 B. 0.55 C.不能确定
传质单元高度
精 馏
实 际 塔 板 数
理论板数
反映分离任务的难易, 与设备型式无关
反映设备效能的高低
全塔效率
④塔板物料、热量衡算及传递速率的最终简化 引入理论板的概念及恒摩尔流假设使塔板过程的物料衡 算、热量衡算及传递速率最终简化为 物料衡算式
Vy n1 Lxn1 Vy n Lxn
相平衡方程
LL q F 以1kmol/h进料为基准，提馏段中的液体流量较精馏段的液 体流量增大的kmol/h数即为q值
L L qF
V V (1 q)F
I iF q I i
iF i I
q 1
L L qF
V V, L L
V V (1 q)F
a. 过冷液体进料 过冷液体温度低于泡点
I iF q I i
L L qF
V V (1 q)F
d.饱和蒸汽进料(露点进料) 饱和蒸汽的温度等于露点
iF I
q0
V V F
LL
e.过热蒸汽进料(过热蒸汽的温度高于露点)
iF I
q0
V V, L L
q cP (tF td ) rF
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
化工原理精馏PPT课件
D,xD
•
(xD,xD)
3
(二) 提馏段操作线方程
总物料衡算：L=V+W
m Lxm V ym+1
m+1
易挥发组分衡算 :Lxm= Vym+1+ WxW
yN
ym 1LL Wxm LW WxW 或 ym 1V Lxm V WxW
N xN
V
LxN
W,xw
提馏段操作 线方程
•(xW,xW)
4
【例1】在连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量 为100kmol/h，组成为0.5（易挥发组分的摩尔分率，下同），提馏 段下降液体量与精馏段相等，馏出液组成为0.98，回流比为2.6。若 要求易挥发组分回收率为96%，试计算： (1) 釜残液的摩尔流量； (2) 提馏段操作线方程。
IV IL
(1)饱和液体进料——泡点进料
LV F
此时，IF=IL
q=1
原料液全部与精馏段下降液体汇合进入 提馏段。
L V
饱和液体
L =L+F
V =V
11
(2)饱和蒸汽进料
IF=IV
q=0
q IV IF IV IL
原料全部与提馏段上升气体汇合进入 精馏段。
L =L V=V +F
(3)冷液进料
内容回顾
一、精馏原理
（1）无中间加热及冷凝器的多次部分气化和多次部分冷凝 （2）顶部回流及底部气化是保证精馏过程稳定操作的必不可 缺少的条件。 （3）精馏操作流程 （4）相邻塔板温度及浓度的关系
tn1tntn1 xn1xnxn1 yn1ynyn1
1
二、理论塔板
三、恒摩尔流假定 四、全塔物料衡算
8.最小回流比ppt课件
（1）冷液进料q=1.387； （2）泡点进料； （3）饱和蒸汽进料。
最小回流比
解：（1）已知q=1.387，则q线方程：
y q x xF 1.387 x 0.4 3.584x 1.034 q 1 q 1 1.387 1 1.387 1
相平衡方程：
y x 2.47x 1 ( 1)x 11.47x
两式联立可解得：xq=0.483, yq=0.698
Rmin
ห้องสมุดไป่ตู้
xD yq
yq xq
0.97 0.698 0.698 0.483
1.265
最小回流比 （2）由于是泡点进料，故q=1； 则xq=xF=0.4
yq
xq
1 ( 1)xq
2.47 0.4 1 1.47 0.4
0.622
Rmin
Rmin的计算式为：
Rmin
xD yq
yq xq
式中 xq、yq——q线与相平衡线的交点坐标，可通过联立q线 方程和相平衡方程求解。
最小回流比
对于某些进料热状态，可直接推导出相应的Rmin计算式。 如泡点进料时，xq＝xF，则有：
Rmin
a
1
1
xD xF
a(1 xD 1 xF
)
饱和蒸汽进料时yq＝yF，则有：
化工单元操作
最小回流比
东明县职业中专
最小回流比
Contents
目录
1 最小回流比的概念 2 最小回流比的求法
最小回流比
1.最小回流比的概念
对于一定的分离任务，如减小 操作回流比，精馏段操作线的 斜率变小，截距变大，两操作 线向平衡线靠近，表示汽液两 相间的传质推动力减小，所需 理论板层数增多。
回流比-PPT精选文档
(四)操作温度和压力的影响
1、精馏塔的温度分布
2、灵敏板
一个正常操作的精馏塔当受到某一外界因素的干扰(如 回流比、进料组成发生波动等 ) ，全塔各板的组成将发生变 动，全塔的温度分布也将发生相应的变化。因此，有可能用 测量温度的方法预示塔内组成尤其是塔顶馏出液组成的变化。 仔细分析操作条件波动前后温度分布的变化，即可发现 在精馏段或提馏段的某些塔板上，温度变化最为显著。或者 说，这些塔板的温度对外界干扰因素的反映最灵敏，故将这 些塔板称之为灵敏板。将感温元件安置在灵敏板上可以较早 觉察精馏操作所受的干扰；而且灵敏板比较靠近进料口，可 在塔顶馏出液组成尚未产生变化之前先感受到进料参数的变 动并及时采取调节手段，以稳定馏出液的组成。
(一)物料平衡的影响和制约
根据精馏塔的总物料衡算可知，对于一定的原料液流
量F和组成xF，只要确定了分离程度xD和xw，馏出液流量D 和釜残液流量W 也就被确定了。而 xD和 xw决定了汽液平衡 关系、R和理论板数NT(适宜的进料位置)，因此D和W或采 出率D/F与W/F只能根据xD和xw确定，而不能任意增减，否 则进、出塔的两个组分的量不平衡，必然导致塔内组成变 化，操作波动，使操作不能达到预期的分离要求。
查图得
NN m in 0 .37 N1
解得： N = 13
[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。
相对挥发度
AB
化工原理精馏-PPT
提馏段 V1 ' V2 ' V3 ' ... V ' constant 2.恒摩尔液流
精馏段 L1 L2 L3 ... L constant 提馏段 L1 ' L2 ' L3 ' ... L ' constant
某组分在气相中的平衡分压与该组分在液相中
的摩尔分率之比
挥发度意义
vi
pi xi
某组分由液相挥发到气相中的趋势，是该组分 挥发性大小的标志
双组分理想溶液
vA
pA xA
pAo xA xA
pAo
vB
pB xB
pBo xB xB
pBo
☆相对挥发度定义
溶液中易挥发组分挥发度与难挥发组分挥发度之比
vA pA / xA
气液平衡关系的表示法 1）用饱和蒸气压表示
拉乌尔定律：理想溶液气相中组分的分压等于纯组分 在该温度下的饱和蒸气压与其在溶液中摩尔分数乘积
pA pAo xA pB pBo xB pBo (1 xA )
A:易挥发组分，沸点低组分 B:难挥发组分，沸点高组分
x: 液相中易挥发组分的摩尔分数； 1-x:难挥发组分的摩尔分数
在精馏塔的塔板上气液两相接触时，若有n kmol/h的蒸气冷凝，相应有n kmol/h液体气 化。
1.5.2 物料衡算与操作线方程 1.全塔物料衡算 总物料：
F D W
F ， D ， W--- 原 料 液 、 馏 出 液 、 釜残液摩尔流量,kmol/s
易挥发组分：
FxF DxD WxW
xF，xD，xW---易挥发组分的 摩尔分数
L qF L qF W
精馏计算 ppt课件
少使提馏段操作线越来
越靠近平衡线。
q=1
q>1
e
xW
xF
xD
20
(1)五种进料热状况：
1、冷液进料 ； 2、泡点进料（饱和液体进料）； 3、气液混合物进料 ； 4、露点进料（饱和气体进料）； 5、过热蒸气进料
21
(2)进料热状况对进料板物流的影响
（1）冷液进料
tF tV ,
L'LF V' V
（2）对于泡点进料
1、精馏段操作线方程
L
D
yn1LDxnLDxD
令 R L(回流比得）精馏段操作线方程：
D
R
1
1
yn1R1xnR1xD
2
n
V y1
V LL
y2 x 1L x
2
L V xn yn+1
馏出液
D , xD
R
1
yn1R1xnR1xD
精馏段操作线方程物理意义：
➢表示精馏段内任意相邻两板 间气液组成之间的关系。即xn 与yn+1之间的关系。 ➢斜率为R/(R+1)，截距为 xD/(R+1)，过（xD，xD） ➢在稳定操作条件下，精馏段 操作线方程为一直线 ab
提馏段原始的物料衡算方程： V'yL'xW xW
两式相减，可得： ( V ' V )y (L ' L )x (D x D W x W )
DxDWxWFxF
V'V=(q-1)F
y q x xF q 1 q 1
L' L=qF
➢在 x-y
截距为
图上，该式为通过点（
x F 的直线方程。
xF
理论塔板数和回流比
因在全回流时，操作线与平衡线间的距离 最大，故达到规定的分离要求，所需要的 理论板数最少。因此，全回流总是与最少 理论板数联系在一起的。 对于相对挥发度在塔中接近常数的体系， 最少理论板数除用图解法求取外，还可用 芬斯克方程式求取。
(2)、芬斯克方程 、
对于理想溶液，在两个纯组分的沸点范围内，其 相对挥发度变化不大，也就是说，在理想溶液精 馏时，塔内各块板上的气液浓度虽有不同，但它 们之间的相对挥发度可以近似为一常数。 全回流时，求算理论板数的公式可由平衡方程和 操作线方程导出： 气液平衡关系
xd ln xf ′ Nm +1 = 1 x f 1 x d ln α ′
α ′ = α 顶α 加料板
并可确定进料板的位置。
2、最小回流比
最小回流比是回流比的下限。 最小回流比是回流比的下限。 对于一定的分离任务，当回流比由无限大逐渐减小， 对于一定的分离任务，当回流比由无限大逐渐减小， 操作线逐渐离开对角线向平衡线移动， 操作线逐渐离开对角线向平衡线移动 ， 要达到同 样的分离要求， 需要的理论板数逐渐增多 。 样的分离要求 ， 需要的理论板数逐渐增多。 当回 流比小到使操作线与q线的交点在平衡线上时， 流比小到使操作线与q线的交点在平衡线上时，加 料板出现 y* = y 。 在加料板处无分离作用， 在加料板处无分离作用，好象两个组分在此被夹住 一样， 故又称为 “ 夹点” 这时， 一样 ， 故又称为“ 夹点 ” 。 这时 ， 在加料板附近 推动力= 推动力=0 ，传质过程停止。 所需理论板数=∞， 这 传质过程停止。 所需理论板数=∞， 种情况下的回流比，称为最小回流比 ， 种情况下的回流比 ，称为最小回流比，用 RM表示 。 表示。
，代入上式得
xA xA = αα x x B d B 2
精馏塔回流比
作图法 y
Rmin ag
Rmin 1 dg
xD ye
ye
xD xe
Rmin
xD ye ye xe
xD Rmin 1
Rmin
xD A
A
A
北京化工大学化工原理电子课件
d xW xe xF
教材P338
a g
xD x
11
最小回流比计算方法
教材P338
解析法
q = 1时，xe= xF q = 0时，ye= xF
R 1.1 ~ 2.0Rmin
总费用
操作费用
Rmin R适宜
设备费用 回流比
北京化工大学化工原理电子课件
19
本次课重点内容及公式
最小回流比的计算方法； Rmin
xD ye ye xe
。
北京化工大学化工原理电子课件
20
北京化工大学化工原理电子课件
15
解：(1) q=1.35 则q线方程：
y q x xF 1.35 x 0.35 3.857x 1 q 1 q 1 1.35 1 1.35 1
相平衡方程： y x 2.45x
1 ( 1)x 1 1.45x
5
① 全回流操作及特点
教材P335
1 2 3
N
III
➢全回流流程
北京化工大学化工原理电子课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱy a1
c1 c2
c3
c4 x
xW
xF
xD
➢全回流操作线
6
全回流操作的特点
教材P335
全回流操作时，D=0，W=0，F=0，无进料， 全塔不分精馏段和提馏段。
精馏塔最小回流比优化计算表
总传热系数(W/m^2•℃)U塔的压力(Pa)P T塔顶产品的相对分子质量M G 567.8210340092塔顶产品的量(mol/h)D蒸馏塔塔高(m)H T蒸馏塔塔径D T10067.44452061 4.0222521429.94988193 4.659130858塔板间距(m)Z进料量(mol/h)F塔顶易挥发组分的摩尔分数X D0.612000.99塔顶易挥发组分的回收率f相对挥发度α塔板效率E00.99520.5投资偿还因子理论塔板数N T实际塔板数N0.33333333352.03485296104.069705921.3015425742.60308514水蒸汽费用冷却水费用塔的费用1024.6987147666.1366371187456.4561374.88832810286.03007723664.2157年总费用442635.4123299035.8398Marshall 和Swift 价格指数M&S冷却热量ΔH V85014031.5原料液中易挥发组分的摩尔分数X F塔顶冷凝器中平均传热温差ΔT m0.515精馏段上升蒸汽量（mol/h)V塔顶上升蒸汽的温度（℃）T b 29480.5394.4741639塔釜高度与蒸汽的分离空间(m)H0泡点进料X w(塔底)4.5720.01最小塔板数Nmin12.25871324最小回流比R min最佳回流比R 1.942.944741639冷凝器的费用再沸器的费用69009.4741645367.80183540.1056654920.44296R/R min1.517908061T m。
《多组分精馏》PPT课件
VN
分配器D
LN+1
LD
N LN
VN-1
F
NF
L3 V2 2
L2
V1 部分
再沸器
LB
QB
1.多组分精馏塔的设计变量
QC
全凝器 LC C
VN
分配器D
LN+1
LD
N LN
VN-1
F
NF
L3 V2 2
L2
V1 部分
再沸器
LB
QB
固定设计变量： ➢所有进入物流的变量
（每股物流C+2个）： C+2 ➢所有组件和单元的压力：N+2 ➢所有组件和单元的传热流率 （除冷凝器和再沸器外）：0 合计：
1.关键组分
high
轻非关键组分（light nonkey component, LNK）轻组分
轻关键组分（LK） 中间组分(intermediate component, relative volatility between the two key components) 重关键组分（HK）
重非关键组分（heavy nonkey component, HNK）重组分 low
Rectifying section 精馏段
Stripping section 提馏段
泡沫
Countercurrent 逆流
1.多组分精馏塔的设计变量
QC
全凝器 LC C
VN
分配器D
LN+1
LD
N LN
VN-1
F
NF
L3 V2 2
L2
V1 部分
再沸器
LB
QB
1.多组分精馏塔的设计变量
了解回流比对精馏操作的影响3、了解精馏塔的基本结构和
溶液沸腾时，总压等于各组分的蒸气压之和
p pA pB
pA
p
o A
x
A
pB pBo xB pBo (1 xA )
xA
p pBo pAo pBo
理想气体混合物服从道尔顿分压定律：
pA pyA
pB pyB p(1 yA )
p
※蒸馏---当生产上对产品的纯度要求不高，只需要初 步分离时采用的分离方法； ※精馏---当产品的纯度要求高，特别是在混合物挥发 度比较接近时采用的分离方法。
§1.4 精馏原理和流程
1.4.1 精馏过程原理和条件
y3 y2 y1
气体混合物经多次 部分冷凝后，在气 相中获得高纯度的 易挥发组分
x3' x2' x1
§1.3 平衡蒸馏和简单蒸馏
1.3.1 平衡蒸馏（闪蒸）
操作过程：混合液 经加热器升温，使 温度高于分离器压 强下液体的沸点， 通过减压阀降压进 入分离器，此时过 热的液体混合物被 部分汽化得到分离
1．物料衡算
总物料： F D W
F，D，W---原料液、气相、液相产品摩尔流量,kmol/s
易挥发组分： FxF Dy Wx
化学工业中常见的传质过程：
蒸馏、吸收、萃取、干燥
2．蒸馏过程的分类
1．按蒸馏方式
简单蒸馏 平衡蒸馏 精馏
萃取精馏
特殊精馏
恒沸精馏
常压蒸馏
2．按操作压强 减压蒸馏
加压蒸馏
3．按待分离混合物中组分的数目： 双组分蒸馏 多组分蒸馏
4．按操作流程： 间歇蒸馏：小规模生产，非定态操作 连续蒸馏：大规模，定态操作
某组分在气相中的平衡分压与该组分在液相中
精馏的最小回流比名词解释
精馏的最小回流比名词解释
精馏的最小回流比（minimum reflux ratio）是指在给定进料组成的条件下，保证塔顶得到所需纯度的最小回流比。
最小回流比是精馏塔设计和运行中的重要参数，决定了塔的能耗和产量。
通常情况下，最小回流比会随着进料组成的变化而改变。
如果回流比低于最小回流比，则无法获得所需纯度的产品；如果回流比高于最小回流比，则会增加能耗和成本，而产量则不会继续提高。
因此，精馏塔的设计和优化需要考虑最小回流比的影响。
精馏最小回流比计算公式(二)
精馏最小回流比计算公式(二)精馏最小回流比计算公式1. 精馏最小回流比的定义精馏最小回流比是指在一定的精馏塔操作条件下，使得塔内液体能够实现理想的分馏效果，而不发生混合的最小回流比。
2. 精馏最小回流比的计算公式在实际应用中，常用的精馏最小回流比计算公式有以下几种：Nishida-Walker公式Nishida-Walker公式是一种经验公式，适用于二元系统。
其计算公式如下：L/D = 1/(α-1)其中，L/D为精馏塔的液相流量与塔内塔径的比值，α为相对挥发度，即馏分中的轻组分与馏分中的重组分的相对挥发性的比值。
Underwood公式Underwood公式是一种基于塔板设计的经验公式，也适用于二元系统。
其计算公式如下：L/D = (1+√(Nf^2 + 1))/(Nf x (α-1))其中，L/D为精馏塔的液相流量与塔内塔径的比值，Nf为塔板数，α为相对挥发度。
3. 计算公式的示例解释以乙醇-水体系的精馏为例，假设需要获得高纯度的乙醇产品。
根据Nishida-Walker公式计算最小回流比时，假设α值为2，代入公式可得：L/D = 1/(2-1) = 1这意味着在该条件下，精馏塔的液相流量应该与塔内塔径相等，即1:1的比例。
类似地，根据Underwood公式计算最小回流比时，若塔板数为10，α值为2，代入公式可得：L/D = (1+√(10^2 + 1))/(10 x (2-1)) ≈这则意味着在该条件下，精馏塔的液相流量应略大于塔内塔径，即:1的比例。
通过以上计算公式的使用及解释，可以帮助创作者理解精馏最小回流比的计算方法，并根据具体的系统参数进行实际应用。
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(2) 泡点进料
(3) 饱和蒸汽进料
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解：(1) q=1.35 则q线方程：
y q x xF 1.35 x 0.35 3.857x 1 q 1 q 1 1.35 1 1.35 1
相平衡方程： y x 2.45x
费用
适宜回流比：
R 1.1 ~ 2.0Rmin
总费用
Rmin R适宜
操作费用 设备费用 回流比
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20
本次课重点内容及公式
最小回流比的计算方法；Rmin
xD ye ye xe
。
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SUCCESS
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2020/1/7
2.45 0.35 1 1.45 0.35
0.569
Rmin
xD yq yq xq
0.95 0.569 0.569 0.35
1.741
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18
(3) 饱和蒸汽进料，q=0则yq=xF=0.35
xq
yq
( 1) yq
0.35 2.45 1.45 0.35
费 用
总费用
教材P339
操作费用 设备费用
Rmin R适宜
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回流比
4
2 几种可能的回流比 ① 全回流操作及特点 ② 最小回流比及计算 ③ 适宜回流比
教材P335-340
全回流操作的特点 全回流操作适用场合 最小回流比的物理意义 最小回流比的计算 ●
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6.5.6 回流比的影响及选择
1. 回流比对精馏操作的影响 2. 生产中可能的几种回流比 3. 最小回流比的计算方法
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1
1 回流比对精馏过程的影响
教材P335
y
22 ’
3 5 34’
6 4’
c1
c2
xD R1xD1 R2 1
57 ’ 86’
1’ a1 a2
R
操作线远离 平衡线
13
形状特殊平衡线的最小回流比：
Rmin
xD ye ye xe
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14
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15
例6-3
在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液， 已 知 xF=0.35 （ 摩 尔 分 率 、 下 同 ） ， xD=0.95, xw=0.05 相对挥发度α=2.45。 试分别求以下三 种进料方式下的最小回流比。
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7
全回流操作适用场合
教材P337
设备开工时的初始阶段； 设备出现异常或调试阶段； 科学实验：测定全塔效率或单板效率。
？ 全回流是回流比的上限，回流比减小时有无限制呢？
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8
② 最小回流比及计算 y
教材P338
RmxiRRnDxxxDDD111 R1
NT
设备费用
xW
xF
xD x
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2
1 回流比对精馏过程的影响
R
L ,V ,V '
冷凝器、再沸器热负荷
操作费用
R
塔直径 冷凝器、再沸器尺寸 设 备 费 用
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教材P335
3
1 回流比对精馏过程的影响
0.180
Rmin
xD yq yq xq
0.95 0.35 0.35 0.180
3.529
因此，在分离要求一定的情况下，最小回流 比Rmin与进料热状况q有关，q, Rmin.
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19
③ 适宜回流比
教材P340
选取原则： 使总的费用最低。
5
① 全回流操作及特点
教材P335
1 2 3
N
III
全回流流程
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y a1
c1 c2
c3
c4 x
xW
xF
xD
全回流操作线
6
全回流操作的特点
教材P335
全回流操作时，D=0，W=0，F=0，无进料， 全塔不分精馏段和提馏段。
两段操作线合二为一，yn+1=xn。
平衡线与操作线距离最远，N=Nmin。 此时对应于最少理论板数。
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最小回流比计算方法
作图法
Rmin ag Rmin 1 dg xD ye
xD xe
y
d ye
Rmin
xD ye ye xe
Rmin
xD A
A
xD Rmin 1 A
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xW xe xF
1 ( 1)x 1 1.45x
两式联立；xq=0.427, yq=0.646
Rmin
xD yq yq xq
0.95 0.646 1.388 0.646 0.427
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(2) 泡点进料，q=1 则xq=xF=0.35
yq
xq 1 ( 1)xq
教材P338
a g
xD x
12
最小回流比计算方法
教材P338
解析法
q = 1时，xe= xF
Rmin
a
1
1
x x
D F
a1 xD
1 xF
பைடு நூலகம்
q = 0时，ye= xF
Rmin
a
1
1
axD xF
a1 xD
1 xF
1
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xW
xF
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xD x
9
最小回流比物理意义
教材P337
对于指定的分离任务，当回流比减小至某数值 时，使得需要的理论板数为无穷多，此回流比 称最小回流比。
？ 某一操作中的精馏塔，若实际回流比小于最小回流
比，问该塔能否正常操作？
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