外行学空分(133)一一塔板数和回流比(四)

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    前帖计算了空分塔氧氮二元物系标准常规精馏工艺方案（双塔流程的上塔情况很复杂，后面再讨论）精馏过程的提馏段最小回流气液比和精馏段最小回流液气比，这个计算是建立在精馏塔压力为常压，氧氮相变热比值为1,23，没有污氮气引出的基础上的，精馏塔压力的变化会带来空气气液平衡数据及氧氮相变热比值的变化，需要进行相应的调整修正。例如双塔流程的下塔其实相当于空分塔的精馏段，其最小回流比就是0,584而不是0,44！同时双塔流程的上塔实际上既有污氮气的引出，氩馏分引出，又有富氧液空及富氧空气的进入等等，实际上双塔流程的上塔应该分为上塔底部至氩馏分引出口一段，这一段实际上是氧氩提馏段，氧氩分离系数1.5，氧氩相变热比值为1.08，这一段最小回流气液比0.68左右，实际回流气液比0.7左右。
! ^5 u* O" Y1 C0 \+ ~/ m   精馏过程是纯物理过程，主要涉及物料平衡，热量平衡和相对挥发度（分离系数），其中的热量平衡实际上是精馏过程气液相高低沸点组分的交换比例。恒摩尔流假定的实质意义是假定精馏过程高低沸点组分百分交换比例是1比1！这极大地简化了计算过程及计算量，但实际上受到热量平衡的制约，精馏过程中高低沸点组分的交换比例是它们之间相变热的比值，倒如下塔，压力5-6bar，氧氮相变热比值是1.3-1.4！1摩尔空气露点温度从下塔底部进入，而下塔顶部的氮气数量不是1而是1.063-1.084！在深冷空分中由于氧氮氩的相变热差距较大，不考虑热量平衡，不考虑高低沸点组分的交换比例，而在恒摩尔流假定基础上进行精馏计算，其误差太大不可接受。
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说某某搞错了就是人身攻击，那就只好不说了。

; N, ?, ~! p7 W) H8 b/ f空分下塔液气比概念并没有一个明确的定义，我见过的名称，就有回流比、内回流比、液气比、气液比等，都是指L/V，即回流液体量/上升气体量。对于上升气量和回流液体量不变的塔，L/V很好说，但L和V变化的怎么算？我认为是同一层的L和V，精馏计算中的L/V都是同一层，计算最小液气比也是同一层，同一层V-L=定值，即V-L=塔顶产品量。
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如下塔空气进料流量是1，塔顶引出液氮和氮气量是0.45，那么塔底V-L=0.45，塔顶V-L=0.45，任何一层的V-L=0.45

  O8 [- b: S% O3 ?9 q& `3 N+ M计算最小液气比时，如果定义为同一层，那么空分下塔最小液气比就是0.21/0.405=0.5185，很方便；下塔富氧液空中氧含量38%时，下塔液气比就是21%/38%=0.55，也很方便。

如果定义为塔顶L/塔底V，那计算起来就要麻烦多了。塔底V=1，那么塔顶V=1.07，塔底富氧液空量0.5185，则塔顶产量1-0.5185=0.4815，塔顶回流量=1.07-0.4815=0.5885，0.5885/1=0.5885，多走了几道弯，还是回到原处，不是好办法。
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技术交流，怎么感觉有人身攻击的意思呢？指名道姓就过分了吧？

% F  b: O& Y" X8 f: P& y# B0 v1999年，我看过北京首钢徐老全精馏制氩的文章后，曾给他写过信，认为他计算最小回流比Rm用“平均相对挥发度”可能不合适，最小回流比取决于某个点，而不是整条线，可能用某个点的相对挥发度才合适。他开始不接受，但后来也同意了，并又写了文章修正。

先生客气了，还请先生再恩考一下空分塔中氧氮气液交换的比例是一比一还是按照氧氮相变热的比值进行交换？这将对计算结果产生重大的影响！

空分下塔回流比一般都是指下塔底部的回流液空量/上升气量，或许只是约定俗成，但都是这样算法。空分都有空气流量计，也有去上塔液氮流量计或富氧液空中氧含量分析，下塔富氧液空量=进下塔空气量-去上塔液氮量，有了流量数据就能计算出回流比；或者有了富氧液空中氧含量，也能计算出回流比。一般空分操作人员可能并不知道下塔顶部气量是底部气量的1.07倍，所以也不知道下塔顶部的回流液氮量，但是很容易算出下塔底部的回流液空量和回流比。
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4 ], n7 n6 T% ?) J/ q, e你改为回流液氮量/进下塔空气量，可能也有你的考量，空气流量计都有，你既然用氮气循环，应该也有氮气流量计，回流液氮量也就得知，但你的单塔中部气量仍要换算，当然双塔流程中的上塔中部气量还是要换算。

我说“自知之明”，也许有人觉得贬义，但我认为中性，知道自己的不足和优势所在才是明智。能上中科大是优势，但是工作后主要时间精力都放在合成氨和煤气化上，这方面驾轻就熟，却丢下了去搞别的，我不觉得决策英明。年纪大了，不能直接接触空分，缺乏资料，没有计算软件，可能还不会计算机编程，可能英文也不是很好，这些都是劣势。

首先先生应该明白并不存在所谓的最小回流比，那只是一个约定俗成的说法，所谓最小回流比实际上是指精馏塔提馏段的最小气液比和精馏段的最小液气比，提馏段最小气液比和精馏段最小液气比在大多数的情况下是不相等的，先生用气液平衡数据图计算出的最小回流比是精馏段的最小液气比还是提馏段的最小气液比？请先生给予指教！

  深冷空分精馏计算中，如果不对恒摩尔流假定进行修正，则计算结果和软件计算结果出入很大。这个也是深冷空分技术人员对应该掌握的精馏基本计算失去信心的一大原因。