簡捷法

簡捷法一般是指一種精餾過程設計計算的簡化方法。圖解法適於二元精餾的設計計算，具有簡易直觀的優點。對於多組分精餾，圖解法不再適用，而需要採用簡捷法進行設計。簡捷法多採用經驗關聯圖進行設計，具有快速、簡便的優點，在基礎數據不全、初步選定分離方案、提供嚴格分離計算初值等情況下，得到了廣泛的套用。

基本介紹

• 中文名：簡捷法
• 外文名：shortcut method
• 別名：芬斯克公式—吉利蘭圖法
• 套用領域：化工生產

簡捷法原理

生產中，精餾塔是在全回流和最小回流比兩個極限間進行操作的，它們對應於最小理論板數N_min和最小回流比R_min兩個參數。在憑經驗選取適宜回流比R後，簡捷法通過吉利蘭圖確定理論板層數N。

芬斯克公式(4-71)用於計算N_min（不包括再沸器），其中的下標l和h分別表示輕重關鍵組分。所謂關鍵組分，是指進料中按分離要求選取的兩個組分，它們對於分離過程起著控制作用，並且在塔頂和塔釜中的濃度或回收率通常是給定的。這兩個組分中揮發度較大者稱為輕關鍵組分，揮發度較小者稱為重關鍵組分。式(4-71)中的相對揮發度a_lh可取為塔頂、進料和塔釜三處相對揮發度的幾何平均值，也可僅取為塔頂和塔釜相對揮發度的幾何平均值。

此外，如果將上式中的下標W替換為F，a_lh取塔頂和進料的平均值，上式也可用於計算精餾段的理論板數，從而確定進料板位置。

精餾塔是在某一適宜回流比R下操作的，一般憑經驗取R為R_min的1.1~2.0倍，即 R = （1.1~2.0）R_min

吉利蘭通過對R_min、R、N_min和N之間關係的研究，由實驗結果總結出了一個經驗關聯圖，即吉利蘭圖，如圖所示。這樣，在確定了R_min、R和N_min後，即可根據該圖確定理論板數N。需要注意的是，此圖為雙對數坐標圖，其中的N和N_min均不包括再沸器。

經驗關係式

吉利蘭圖還可擬合成經驗關係式用於計算機計算，常見的一種形式為：

圖1

Y = 0.545827 - 0.591422X + 0.002743/X

式中，X和Y分別為右圖1中的橫坐標和縱坐標。該式的適用條件為0.01 < X < 0.9。

簡捷法求理論板層數的具體步驟如下：

①根據分離要求確定關鍵組分；

②根據進料組成和分離要求進行物料衡算，估算各組分在塔頂和塔底產品中的組成；

③用芬斯克方程計算最小理論板數N_min

④算出最小回流比R_min，再確定操作回流比R；

⑤利用吉利蘭圖的經驗關聯式求算理論板數N；

⑥確定進料板位置。