化工原理講稿7()(天大版)課件

1、八、回流比的影響與選擇 1.回流比對精餾操作的影響 回流是保證精餾塔連續(xù)穩(wěn)定操作的必要條件，是 影響精餾操作費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用的重要因素； 對一定的分離任務(wù)： F、xF、q、xW、 xD ，應(yīng)選擇 適宜的回流比；,2.全回流與最少理論板數(shù) 全回流：指上升蒸汽冷凝后全部回流到塔內(nèi)， 精餾段、提餾段操作線與對角線重合；,最少理論板數(shù) 指在全回流時(shí)達(dá)到給定分離要求的理論板數(shù)Nmin； a.圖解法：由相平衡線與對角線直接求得；,第1塊板：,全凝器,或,則：,第2塊板：,b.逐板計(jì)算法（芬斯克公式）：,第NT塊板后：,（不包括再沸器）,相差不大時(shí)：,雙組分：,（不包括再沸器）,3.最小回流比Rmin 定義：

2、對某一物系，在一定的分離任務(wù)下，所需 理論板為無窮多時(shí)所對應(yīng)的回流比；,在精餾塔計(jì)算時(shí)，當(dāng)回流比減到某一數(shù)值時(shí)，兩操 作線交點(diǎn)d恰好落在平衡線上，則回流比稱為最小 回流比Rmin； 在Rmin條件下操作時(shí)，在d點(diǎn)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)），d點(diǎn)稱為 挾緊點(diǎn)； 最小回流比Rmin是回流比R的下限；,問題：實(shí)際操作中RRmin，精餾塔能否正常工作？ 若能正常工作，則導(dǎo)致什么結(jié)果？ 答： 若回流比小于最小回流比，不能達(dá)到要求的 分離任務(wù)，但精餾塔能正常操作；,最小回流比Rmin的計(jì)算 a.一般形狀的平衡線的最小回流比： 可用作圖法或公式計(jì)算（解析法）求得；,b.不正常形狀

3、平衡線的最小回流比 指操作線與q線的交點(diǎn)未落在平衡線前，操作線與 平衡線已相切，恒濃區(qū)出現(xiàn)在切點(diǎn)（挾緊點(diǎn)）附近， 其回流比為最小回流比Rmin； 挾緊點(diǎn)d：（yq、xq）；,3.適宜回流比 指在適宜回流比下進(jìn)行 操作，設(shè)備費(fèi)及操作費(fèi) 之和為最?。?通常操作回流比為 最小回流比的1.12 倍；,不正常形狀平衡線的最小回流比由斜率法求取：,九、簡捷法求理論板層數(shù) 指用經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)圖的簡捷算法求算理論板層數(shù)，具有應(yīng)用廣泛、簡便，但計(jì)算準(zhǔn)確稍差，適用初步計(jì)算； 1.吉利蘭圖 指把Rmin 、R與Nmin、N 四個(gè)變量進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究； 吉利蘭圖為雙對數(shù)坐標(biāo)圖； 圖中橫坐標(biāo)為： 、縱坐標(biāo)為： ； 注意：縱坐標(biāo)中

4、的N和Nmin均為不包括再沸器的 理論塔板數(shù)；,吉利蘭圖,2.理論板層數(shù)求解步驟 根據(jù)物系性質(zhì)及分離要求，求出 Rmin，并選擇 適宜的 R=(1.12) Rmin ； 求出全回流下的 Nmin； 對于接近理想物系的溶液，可用芬斯克方程計(jì)算； 計(jì)算出 (R-Rmin)/(R+1)，查吉利蘭圖得： (N-Nmin)/(N+1) ，求得所需的 N； 確定加料板位置； 由NR圖，求得所需的 R； 由準(zhǔn)確操作線求得準(zhǔn)確的N； 注意：N、Nmin不包括再沸器；,例6-4 用一精餾塔分離甲醇-水混合液，已知：xF=0.628(摩爾分率，下同), xD=0.965, xW=0.03, 泡點(diǎn)進(jìn)料，回流比R=1

5、.95。 試: 按逐板計(jì)算法確定理論塔板數(shù)。并近似用圖解法表示第二塊板下降液體組成和上升蒸汽組成。,例6-5 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=2.47。 試分別求以下三種進(jìn)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(jìn)料q=1.387（2）泡點(diǎn)進(jìn)料（3）飽和蒸汽進(jìn)料,練習(xí)題 用一連續(xù)操作的精餾塔分離丙烯-丙烷混合液，進(jìn)料含丙烯0.8（摩爾分?jǐn)?shù)，下同），常壓操作，泡點(diǎn)進(jìn)料，要使塔頂產(chǎn)品含丙烯0.95，塔釜產(chǎn)品含丙烷0.05，物系的相對揮發(fā)度為1.16； 試計(jì)算：（1）最小回流比? （2）所需的最少理論塔板數(shù)?,解：（1） 泡點(diǎn)進(jìn)料，q=1 則 x