【正文】 最小回流比的求法 對(duì)理想物系、或具有一般正負(fù)偏差的實(shí)際體系 ，其最小回流比時(shí)對(duì)應(yīng)對(duì)的 挾點(diǎn)為兩操作線的交點(diǎn) （且在平衡線上），設(shè)兩操作線與平衡線交點(diǎn)的。稱為 最小回流比 ，用 Rmin 示之。 yxDxWxFq線PR=R1PR=R2R1min四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 84/113 167。這意味著，隨回流比減小，提餾段也向平衡線移動(dòng)。 若取平均相對(duì)揮發(fā)度 ： DBANNBAxxyy?????????????????? 1211??? ?DBANNNBAWBAxxxxxx??????????????????????????? ???? 1211?N Nm ???? ?21?mWBADBAxxxxN?lo glo gm i n?????????????????????????四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 83/113 167。 二 .芬斯克 (Fenske) 方程 第 n 板汽液相平衡關(guān)系： 塔頂為全凝器時(shí) ， y1 = xD 全回流操作線： nBAnnBAxxyy????????????????? ?DBABAxxyy?????????????????1nBnBnAnA xyxy ,1,1, , ?? ??nBAnBAxxyy?????????????????? 1四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 82/113 167。 全回流時(shí)的理論板數(shù) Nmin 可用逐板計(jì)算法或圖解法求得 。 一 .全回流與最少理論板數(shù) 全回流時(shí)： R ? ? D=0 W=0 F=0 111 ????? RxxRRy DnnVWxxVLy Wnn ?????? 1提餾段操作線： nn xy ??1nn xy ??1對(duì)角線 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 81/113 167。精餾過程的 設(shè)備費(fèi)用 和 操作費(fèi)用 都取決于回流比的值。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 167。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 79/113 167。 ?分凝器的作用：在分凝中存在蒸氣的部分冷凝，相當(dāng)一平衡級(jí)，故也相當(dāng)一個(gè)理論板。為此，塔頂則設(shè)部分冷凝器，將未凝的部分輕組分氣體采出，然后，再用高品位冷劑將其冷凝作產(chǎn)品送出。 ?采用分凝器的原因：節(jié)省高品位冷劑的用量。 當(dāng)操作線上端移至 e 點(diǎn) ， 與成平衡的汽相組成為 xD,max e d xW xF xD b xD,max yq 0 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 78/113 167。 xW q yq 0 d b xD xF 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 77/113 167。 1 2 W, xW D’, x’D (y’D) 3 F, zF D, xD q 1 2 3 y’D xD 0 x y 飽和蒸汽側(cè)線出料 xW zF 飽和液體側(cè)線出料 q 1 2 3 x’D 0 x y xD xW zF 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 76/113 167。 一個(gè)側(cè)線出料精餾塔：精餾塔分為三段 ， 各段操作線可通過相應(yīng)的物料衡算導(dǎo)出；上圖所示分別為飽和液體和飽和蒸汽出料的情況 。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 側(cè)線出料的精餾塔： 當(dāng)需要獲得不同組成的兩種或多種產(chǎn)品時(shí) ， 可在塔內(nèi)相應(yīng)組成的塔板上安裝側(cè)線以抽出產(chǎn)品 。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 111 ????? RxxRRy Dnn111111111111111)1()1()1()1(FqDRxFDxxFqDRFqRDVxFDxxVLyDxxLxFyVDLFVFDsFDssDsFs????????????????????WmWmmxFqFqDRWxFqFqDRFqFqRDxVWxVLy2211221122111)1()1()1()1()1()1(????????????????1111111 Fxqxqqy????q1線： 2222 111 Fxqxq qy ????第 1段： q2線： 第 2段： 第 3段： 第 3段： 第 3段： 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 74/113 xDxF2xF1xWq1q2y由 (xD, xD)、 (0,xD/(R+1))作第 1塔段的操作線； 由 (xq1, yq1)和第 2塔段操作線的 截距 作第 2條操作線； 由 (xq2, yq2)和 (xW, xW)作第 3條操作線。 原因： 任何混合后的再分離都將引入不必要的能量消耗 。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 二 .多側(cè)線塔 以有兩股進(jìn)料的精餾塔為例： 精餾塔以兩進(jìn)料板為界分為 上 、 中、 下 三段 ， 各段內(nèi)上升與下降的汽、 液相摩爾流率互不相同 ， 相應(yīng)有三條操作線 ， 兩條 q 線 。若要維持相同產(chǎn)品質(zhì)量 及回收率，則應(yīng)適當(dāng)增加理論塔板數(shù)以降低釜液組成 。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 采用圖解法可求理論板數(shù)：精餾段操作線及 q線作法與間接加熱相同，連接(xW,0)和 (xq, yq)為提留段操作線，從 D點(diǎn)開始作梯級(jí)。 V0 為加熱蒸汽量 ，kmol/s。 655 幾種特殊情況時(shí) 理論板層數(shù)的求法 一 .直接蒸氣加熱 適用于 重組分為水 的體系。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 70/113 167。因此，它代表了適宜的加料位置；圖 b， c：加料板位置偏離進(jìn)料組成，兩種安排所需的理論板數(shù)均有所增加。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 進(jìn)料位置對(duì)理論板數(shù)的影響： 圖 a： 加料板位置在汽、液相組成與進(jìn)料組成相同或相近的板 上。 梯級(jí)總數(shù) 即為所需理論板數(shù)（含再沸器） 。 4. 由 點(diǎn) (xq, yq) 和 (xW， xW) 作提餾段操作線 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 68/113 167。 依據(jù)： R、 q， 進(jìn)料及產(chǎn)品組成。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 泡點(diǎn)回流，則 y1=xD=?平衡方程 ?x1 ?操作線 ?y2 ? … 理論板序號(hào) 板上氣相組成 板上液相組成 1 2 3 4 5 6 7 8 xF 9 10 第八塊板為進(jìn)料板，共需要10塊理論板（含塔釜再沸器） 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 67/113 167。操作條件下的相對(duì)揮發(fā)度為 ，操作條件為回流比為 泡點(diǎn)回流、泡點(diǎn)進(jìn)料，求所需理論板層數(shù)。 若塔頂為全凝器 , y1=xD 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 65/113 167。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 步 驟： xxy)1(1 ??? ??x1 111 ????? RxxRRy Dnny2 xxy)1(1 ??? ??x2 111 ????? RxxRRy Dnn…… xxy)1(1 ??? ??Xn ≤ x F （僅指飽和液體進(jìn)料） 第 n層理論板是進(jìn)料板，精餾段所需理論板層數(shù)為（ n1） 此后，可改用提段操作線方程進(jìn)行類似計(jì)算，直至 x180。39。 一 .逐板計(jì)算法 y1 y1 x1 x2 y2 1 2 yN2 xN2 xN1 yN N1 N m N2 W, xW F, xF D, xD Q xxy)1(1 ??? ??111 ????? RxxRRy DnnWLWxxWLLy Wmm ?????? ? 39。 e a c b d q0 q=0 0q1 q=1 q1 0 xW x y xD zF 不同加料熱狀態(tài)下的 q 線 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 63/113 167。 q 線與精餾段操作線的交點(diǎn)即為兩操作線的交點(diǎn) ， 僅需將此點(diǎn)與對(duì)角線上的 x=xW， y=xW 點(diǎn)聯(lián)結(jié) ， 即得 提餾段操作線 。 進(jìn)料焓值 (溫度 )增加 ， q 值減小， 則 q 線與精餾操作線的交點(diǎn) (相應(yīng)加料熱狀態(tài)下兩操作線的交點(diǎn) )沿著精餾操作線朝 x、 y 減小的方向移動(dòng) 。 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 62/113 167。 不同加料熱狀態(tài) 對(duì)應(yīng)不同的 q 值 ， 也就 對(duì)應(yīng)著不同的 q 線 。 Dnn DxLxVy ??? 1 Wmm WxyVxL ?????? ? 1精餾段 操作線方程 ： 提餾段 操作線方程 ： 四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 61/113 167。 實(shí)際生產(chǎn)中，精餾塔的進(jìn)料可能有 五種不同的熱狀態(tài) , 對(duì)于兩段之間的物料平衡會(huì)有不同影響： )(1 FBrc ttq p ???)()( DFrc ttq gp ???四川理工學(xué)院 材化系 化學(xué)工程教研室 化工原理 第六章 精 餾 60/113 167。 （ 5）過熱蒸汽 tFtD， IFIV 。 （ 3）汽液兩相混合物 tBtFtD，ILIFIV ； 0q1。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 （ 1）溫度低于泡點(diǎn)的冷液體 tFtB， IFIL,q1。 65兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算 定義： 可得： —— 加料熱狀態(tài)參數(shù) 進(jìn)料液的摩爾汽化熱的熱進(jìn)料變成飽和蒸汽所需km ol1????LVFVIIIIqqFLL ??? ? ?FqVV ???? 1加料熱狀態(tài)參數(shù)的大小與進(jìn)料熱的焓值 IF 直接相關(guān) 。()39。 加料熱狀態(tài)影響的大小通常用加料熱狀態(tài)參數(shù)來表征 。( ????VLVLF VIILIVLIFI ?????? ??熱量衡算： LLVVIIII??