回流比的计算课件

回流及回流比的计算

知识点编号：ZYKC20112902040401

〖新课导入〗在《传质与分离》学习领域课程中，已进行“精馏装置和精馏原理”t知识点学习。回顾1为了使混合物达到较为完全的分离，必须同时进行多次部分气化和多次部分冷凝，如图1所示。图1多次部分气化和多次部分冷凝模型图问题1

仅同时进行多次部分气化和多次部分冷凝就能使混合物分离得较完全吗？回答——显然是不能的。进一步分析图1存在以下问题：（1）分离过程得到许多中间馏分，如组成x2及x3的液相产品，因此影响纯产品的收率。（2）设备庞杂，能量消耗大，操作也很繁琐，很不经济，工业上是不可能利用的。图1多次部分气化和多次部分冷凝模型图〖新课导入〗〖新课展开〗问题2如何将图1中模型变成工业上方便操作的装置呢？回答——对图1加以改进，以实现精馏操作。问题3

对图1采取什么改进措施呢？回答——每个分离器产生的气相与下一个分离器产生的液相混合，这样就消除了中间产品，且提高了最后产品的收率。其核心是从塔顶引入温度相对低的回流液，形成一股向下液流，使来自上方一个分离器的冷液（轻组分含量多）与来自下方一个分离器的热气流（重组分含量多），在中间一个分离器中进行传热与传质过程，并实现物料分离。图1多次部分气化和多次部分冷凝模型图一、回流一、回流例1

以三次部分冷凝为例，如图2所示，对第二个分离器，上方一个分离器产生的气相组成为，下方一个分离器产生的液相组成为，将与混合。依此类推。问题4

在图2中气相和液相混合后，产生的结果如何？回答——气相和液相混合后，液相温度低于气相温度，温度较高的蒸气将加热低温的液体，使液体部分气化，蒸气自身则被部分冷凝，同时产生传热和传质的双重作用图2三次部分冷凝改进前后对比图〖新课展开〗一、回流例2对图1，可按图2作类似改造。为保证上升的蒸气和下降的液体接触，整个装置必须要有一个加热器和冷凝器。另外，分离器改为传质塔板，这样图1可改进为精馏塔模型，如图3所示。问题5

简单蒸馏和精馏的主要区别是什么？回答——在于精馏操作有回流。回流是保证精馏操作能持续进行稳定操作必不可少的条件之一。图3精馏塔模型图2三次部分冷凝改进前后对比图〖新课展开〗1．塔顶的液相回流问题6

什么是塔顶的液相回流？回答——从图4中可以看出塔顶出来的蒸气经过冷凝后，一部分作为塔顶产品（馏出液）收集，而另一部分则送回塔内，这部分送回塔内的产品就称为回流，回流量用符号L表示。一、回流图4塔顶的液相回流〖新课展开〗1．塔顶的液相回流一、回流例3

苯-甲苯溶液经过精馏塔后，塔顶出来的苯蒸气经过冷凝后，一部分作为塔顶产品引出，一部分送回精馏塔内，以保证塔顶的液相回流。回流是保证精馏操作正常进行的重要条件，或者说没有回流精馏操作就无法进行，也不可能得到高浓度的产品。问题7

塔顶液相回流的作用是什么？回答——回流的作用是保证塔板上有一定的液层高度。〖新课展开〗2．塔底的上升气流问题8

什么是塔底的上升气流？回答——从图5中可以看出塔底出来的液体一部分作为塔底产品，一部分进入再沸器，经过加热后有一部分气化成蒸气，将蒸气从塔底又送回精馏塔，这部分送回塔内的产品称为塔底的上升气流，产生的上升蒸气量用符号V表示。一、回流图5塔底的上升气流〖新课展开〗2．塔底的上升气流例4

苯-甲苯溶液经过精馏塔后，塔底出来的甲苯液体，一部分作为塔底产品（残液）引出，一部分进入再沸器，经加热后气化成甲苯蒸气送回精馏塔内，以保证塔底的上升气流。一、回流图5塔底的上升气流〖新课展开〗1．回流比的计算问题9

什么是回流比？回答——塔顶的液相回流量L与塔顶产品量D的比值，用符号R表示。例5

如图4所示，回流比的计算式为。二、回流比的计算〖新课展开〗二、回流比的计算〖新课展开〗1．回流比的计算回流量的大小对产品流量和产品质量都有着非常大的影响，对产品流量的影响可以通过精馏塔顶的物料衡算得出。精馏塔顶总物料衡算：V=L+D在精馏塔的正常运行下，塔顶蒸气流量是一定的，那么从上式中不难看出，回流量越大，产品流量就越小。所以合理的回流量是保证精馏生产效益的关键因素。二、回流比的计算〖新课展开〗2．回流比的影响在一定操作条件下，回流量的大小对产品流量和产品质量都有着非常大的影响，回流量越大，产品流量就越小，回流比就越大。例6

精馏苯-甲苯混合液，若回流入塔的苯越大，塔顶产品苯就越小，则回流比R就越大。〖课堂巩固

〗练习1

在连续操作的精馏塔中，每小时要求蒸馏2000㎏含水90%（质量百分数，以下同）的乙醇水溶液。馏出液含乙醇95%，残液含水98%，若操作回流比为3.5，问回流量为多少？〖课堂小结

〗1.精馏塔模型图中塔底设有加热器，塔顶设有冷凝器，多块塔板代替多个分离器；2.简单蒸馏和精馏的主要区别在于精馏操作有塔顶的液相回流；3.为了确保精馏塔内任一截面上都能有下降的液体和上升的蒸气，以实现多次部分气化和多次部分冷凝，塔顶冷凝器中的冷凝液只能一部分作为产品，而一部分回流到塔内；同样，液体下降至塔底再沸器中，只能一部分作为产品，一部分需再沸气化后送至塔内。4.在操作条件一定时，回流量越大，产品流量就越小，回流比就越大；5.回流比的计算式为。〖作业布置

〗1.单项选择(1)

是保证精馏过程连续稳定操作的必要条件之一。选择()A.液相回流B.侧线采