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精馏塔设计优化:最适宜回流比

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在精留塔设计中,回流比是一个十分重要的参数。它直接关系到设备的投资和操作费用,因此需通过经济核算选择 个最适宜值。
随着回流比的增大再沸器和冷凝器的热负荷按比例增大,从而加热剂和冷却剂的耗量也按比例增加,由于此两项往往义是塔的操作费的主要部分。所以操作费也随之增加,而达到规定分离要求所需的塔板数将减少。例如,分离苯-中莱混合液的精留塔,当F=0.79、0.99 和r8-0.01时,对于不同的回流比 R 由图解法求得的理论板数如下:
回流比 R 0.9 1.0 1.1 1.2
所需理论板数 25 22 19 18
该时的 Rm=0.81可见在 R 附近,K的增大使板数显著减少,塔的设备费明显降低。但在较高 R值时、R 的进-·步增加板数减小甚少,而逐步趋近于最小理论板数,然而,塔中汽相流率仍按比例增人,塔径继续增大,造成塔设备费又趋上升,再沸器和冷凝器的设备费则持续增大,回流罐和回流余等附属设备费也随之增加。因此,总的设备费先随R的增大而减小,随后又趋增大。彼得斯等5对苯-甲苯两元精塔进行过适宜回流比研究。该塔常压操作,含45%(摩尔)苯的原料在饱利液态下加入塔中,要求塔顶馏出液中含苯 92%(摩尔),塔底液中含苯为5%(摩尔)。研究的结果示于图 4·3。由此图可知 R/Rm=1.25/1.14=1.1,总费用在最低值后,随R的上升相当缓慢。因此,有时并不取 R。.为操作回流比,而有意取 R=(1.2~1.3)R.。因为总费用仅比R时增加2%~6%,而操作弹性却大得多。有人在60年代对70座分离烃类混合物的常压和加压塔作了调查,除了两座10R..小于 0.2的塔外,实际回流比与最小流比的比值均在1.1~-1.24。
R/R将随能源费用的上升而减小,随设备材料费的增大而增大。对于普通碳钢设备,因70 年代能源费的上升,R/R有减小的趋势,大多文献中建议此比值在 1.1~1.2 之间
需要注意,在选定 R/R比值时,要考虑到平衡数据和效率的正确性,如果这些数据正确性差,上述比值需取大些。另外,如果原料组成易变动和分离程度很高时,此比值也宜取大些


IP属地:河北1楼2023-09-26 09:08回复