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【求助】关于回流比和进料热状况参数值的问题
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1.什么是回流比,如何确定精馏操做的回流比，其值的大小对精馏操作有何影响？ 2.简述进料热状况参数值的大小对精馏操作有何影响？ |
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9楼2009-06-13 19:41:33
小魔虫
木虫 (正式写手)
木虫之小魔虫
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精馏操作中，由精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L与塔顶产品流量D的比值,即R＝L/D。回流比的大小,对精馏过程的分离效果和经济性有着重要的影响。因此，在精馏设计时，回流比是一个需认真选定的参数。 从双组分精馏的图解法计算(见精馏)可知：增大回流比可减少分离所需的理论板数。但回流比的增大，必要求塔釜产生的蒸气量相应增加。回流比增大的上限是全回流即进入冷凝器的蒸气在冷凝后全部返回塔中。在全回流条件下，分离所需的理论板数最少。当回流比减小至某一数值时，理论上为达到指定分离要求所需板数趋于无穷大，这是回流比的下限，称为最小回流比[cdhmin]。当操作回流比下降到小于最小回流比时，就不能达到规定的分离要求。最小回流比不仅取决于分离要求，还与料液的相对挥发度和料液组成以及进料的热状态有关。对于相对挥发度在全塔接近常数的料液的分离，最小回流比[cdhmin]可由下列两式（常称安德伍德方程）算出： M AiXfi ∑ ——— = 1-Q i-1 A-θ (1) M AiXdi ∑ ——— = Rmin＋1 i-1 Ai-θ (2) 式中 为组分对某一基准组分的相对挥发度；为料液中组分的摩尔分率;[286-10]为组分在塔顶产品中的摩尔分率；为进料的热状态参数(进料变为饱和蒸气所耗热量与它的汽化热之比。显然，进料为饱和液体时=1,为饱和蒸气时＝0)，为料液所含组分数，为由式(1)确定的参变数，其值介于两个关键组分的相对挥发度之间。所谓关键组分是料液中对分离起关键作用的两个组分，也即生产要求把料液在此两组分间分割开来。对于双组分物料,关键组分就是此两组分。由式(1)求出 值以后，代入式(2)即可算出最小回流比。 回流比与分离所需理论板数 的关系（见图[理论板数与回流比的关系]）表明：回流比从最小值逐渐增大的过程中，所需理论板数起初急剧减少，设备费用亦明显下降，足以补偿能耗费用的增加；但当回流比继续增大时，所需理论板数减少趋势缓慢 (其极限值是全回流所需要的最少理论板数),此时设备费用的减少将不能补偿能耗费用的增加。回流比的选择是一个经济问题，是在操作费（主要取决于能耗）和设备费（塔板数以及再沸器和冷凝器的传热面积）之间作出权衡。实际使用的回流比通常为最小回流比的1.1～2.0倍。 操作中精馏塔的分离能力，主要取决于回流比的大小。增大回流比，就可提高产品纯度，但也增加了能耗。改变回流比，是调节精馏塔操作的方便而有效的手段。 |
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