• 2022-06-29
    在板式精馏塔中分离某二元理想溶液,塔顶采用全凝器,塔釜间接蒸汽加热,操作条件下物系的相对挥发度为2.5,已知进料组成为0.5(易挥发组分摩尔分数,下同),饱和蒸气进料,要求塔顶组成达到[tex=3.714x1.214]MEzQ9EkknNMSjlEwyX+QJJHR7TTkmSJgW5NcNoPIKnw=[/tex],塔釜组成达到[tex=3.857x1.214]r5Gaf4FxG1GAqeD6ZhD/fkCTfLZnl05TJGYbaQGQLto=[/tex],取回流比为最小回流比的1.5倍。现测得塔内第η板默弗里单板效率[tex=2.643x1.214]3HgiL1UBzIzpmFUAASM9Rg==[/tex]0.5,从上一层板流至该板的液相组成为[tex=4.5x1.214]ROeHllSbSwO1rywnNRygk6GkBBOWGu9P+8Wa4Z+krgQ=[/tex]。试求: (1) 提馏段操作线方程;(2)离开第n板的气液相组成。
  • 解 (1)由饱和蒸气进料可知q=0,则q线方程为[tex=4.357x1.214]tor4ODc0wm/F6p5FYbu3ZSQkQV1hRbSSWr/jxrHZfKE=[/tex] ①由α=2.5得相平衡方程为 [tex=17.286x2.643]zEAHR/gHbfDHQ2HXUnoFjlRenqW4Fhld30Jch16pCuKus1oPTTRUMntrk3pfFemrLO9X+9x/UOVXTsZr1t47L/HzUQX28xQ7Uf0zy1axVJY/kkcfaRZe7GQFJUPgEqZR[/tex]②联立方程①②并解得:[tex=7.286x1.286]dtJe0Mrngf2Cfj9njzTFdbxvpQgaDtlPB8PNNiAE/C8=[/tex]则最小回流比[tex=14.286x2.643]xwwKuu88c9+gbRNKJ1uYteO7d9Te4VtLC3r+HhRO6mAxZ2Ux5IBTVzRJrJAQn67IexqSVpYG9AAj9OL/oPRIuVccF0Vd7Qka8UPk1758Nvc=[/tex][tex=12.357x1.214]fj1Zm8j3gs32Nkzl0l0gP9fdisiyf2FKhPLSje7lKqTfeOzhpBu/5chPzwktoDl7[/tex]精馏段操作线方程为[tex=23.929x2.5]dZ93hbXwK/Fr36mGxZXjSsv5Ow34zXta0p42bU8s/z6YnFjdRbTE2Yd2JNxRTD9o96SjkuRnJbP32h9ND7Z2FhasbcVBX1SuS7JTHJWZ1YtjwZFCg9oCrQEfTwPURHB3gP+hiMIYyjMbHIZ1NmouFA==[/tex] ③联立方程①③并解得:[tex=7.357x1.214]fNKUZMI+h6uHNNzzu8XY1QKHE70Ka9/UJjoYTetrpOA=[/tex]则精馏段操作线、提馏段操作线与q线三线交于点d(0.357, 0.5),又由[tex=3.857x1.214]r5Gaf4FxG1GAqeD6ZhD/fkCTfLZnl05TJGYbaQGQLto=[/tex]知提馏段操作线过点b(0. 05, 0. 05)。根据此两点计算提馏段操作线方程得:[tex=7.714x1.214]5VZWbSsvktzeHNPBBKoKkSMK3Qct/UpCtunFrwirs8M=[/tex](2)首先判断第n块板位于精馏段还是提馏段:因为[tex=8.857x1.214]+ZZev5nMGq+xT6IkZ3tfqXMp+PEorPxSwLmvq1LxBJ8=[/tex],所以第n块板应位于精馏段,则 [tex=13.643x1.214]XjcBfIlE6vxOtrVvpLHGRVFra+pKCpvg9kClq4z/uVXsLxF7BOK7VYBa/Lg86xER[/tex]又由相平衡方程得 [tex=4.571x1.357]GEs/RjQc3ETMeLEE1Y/J0nNnGceN3hvL1gXxDRfoCGk=[/tex]由[tex=15.357x2.643]gCtdJDrOEj0Q+ijamazzg1njZOdqRFl7ioCLJzUxhnNzRXngTOGdD9TpQQ4EezMQ72baYWp0B83HqbKWXui9R1wP++q98fcjJ0Pk+vMZMmo60os715dtI5xRRNot4Zap[/tex]解得:[tex=4.571x1.214]vQkSXMi1F93kBT3/Dc78u7tnkFE3EZU5XN4XSj22tIE=[/tex]则第n块板上的气液相组成分别为0.9045,0.8406。讨论:本题主要考查的是相平衡关系,最小回流比和操作回流比的计算,操作线方程的计算以及板效率的相关知识。要注意的是提馏段操作线方程的灵活求取,除了可以用两段的气液相流量计算外,还可以用两点求取。

    举一反三

    内容

    • 0

      在常压连续精馏塔内分离某二元理想混合物。已知进料量为100kmol/h,其组成为0.4(易挥发组分的摩尔分率,下同);馏出液流量为40kmol/h,其组成为0.95;进料为泡点进料;操作回流比为最小回流比的1.6倍;每层塔板的液相默弗里板效率[tex=1.857x1.214]0Os+ZufVwh0dZy4gB31hmQ==[/tex]为0.5;在本题范围内气液平衡方程为[tex=5.714x1.214]N4Ae4YwR7lhn14YEhMWRjvr/kc3aJaAoBt7qkBS1jzE=[/tex];测得进人该塔某层塔板的液相组成为0.35。试计算: (1)精馏段操作线方程;(2)离开该层塔板的液相组成。

    • 1

      某连续操作的精馏塔,泡点进料。已知操作线方程如下,[br][/br]精馏段[tex=6.214x1.214]OrwFSQoZng/0V8HSs0TWXg==[/tex]提馏段[tex=6.214x1.214]bwrwlS6Ls15dUJigxaBYNA==[/tex]试求塔顶液体回流比 [tex=0.786x1.0]AOSTmhvIsOwsdZlGoks7dg==[/tex] 、留出液组成、塔釜汽相回流比[tex=1.0x1.143]vL/JscKF18qJf47ozsjQEQ==[/tex] 、釜液组成及进料组成。

    • 2

      在一连续精馏塔中分离某理想二元混合物。已知原料液流量为100kmol/h,其组成为0.5 (易挥发组分的摩尔分率,下同); 塔顶馏出液流量为50kmol/h,其组成为0. 96;进料为泡点进料;塔顶采用全凝器,泡点回流,操作回流比为最小回流比的1.5倍;操作条件下平均相对挥发度为2.1,每层塔板的气相默弗里板效率为0.5。(1)计算釜残液组成;(2)求精馏段操作线方程;(3)若经过精馏段第n块实际板液相组成降低了0. 01,求经过该板气相组成的最大变化量。

    • 3

      采用连续精馏塔分离苯、甲苯混合物,进料.量为[tex=4.786x1.357]CYUOqMsfBVDO9RbfXohu6emcHGidNV74QTnw1R39J1E=[/tex],进料中苯(易挥发组分)浓度0.5(摩尔分率,下同),饱和蒸气进料。该塔塔顶设全凝器,泡点回流,塔釜间接蒸汽加热。要求塔顶产品苯浓度为0.99,塔釜产品苯浓度为0.03,操作条件下,该物系相对挥发度α=2.5,实际回流比为最小回流比的1.5倍。试求:(1)塔顶采出率和易挥发组分的回收率;(2)精馏段和提馏段的操作线方程;(3)若塔釜停止供应蒸汽,保持回流比不变,若塔板数无限多,塔底残液的浓度为多少?

    • 4

      有一二元理想溶液,在连续精馏塔中精馏。原料液组成[tex=1.857x1.143]Vikin/Pty1I9jw+CEjfVeg==[/tex](摩尔[tex=0.857x1.143]NVvVdlAr5rxKAhIgPKZzGA==[/tex]),饱和蒸气进料。原料处理量为每小时[tex=4.214x1.0]/QDhu+MXlbq6oKa0MmbXTg==[/tex],塔顶、塔底产品量各为[tex=4.786x1.357]nZnlxI+tLMaXsgP9Ht1J4HACoRB9DppeMHxbhr/G/yU=[/tex],已知精馏段操作线方程为[tex=6.214x1.214]OpilWoOhCpLtYiFc0takTQ==[/tex],塔釜用间接蒸气加热,塔顶采用全凝器,泡点回流。试求:(1) 回流比[tex=0.786x1.0]as0RCzgUx1oS48cKHRAVVg==[/tex]、塔顶、塔底产品组成(用摩尔分率表示);(2) 精馏段上升的蒸气量[tex=2.286x1.357]wiICbHH4BQsteOfCDhYvUg==[/tex]及提馏段下降的液体量[tex=2.786x1.429]nD4IXnNo/ChDBg4B+TQid/ugSl9wS4hAPtJX2uKT76mhwvDKu30IDZhDLzmBF3vM[/tex];(3) 提馏段操作线方程;(4) 若相对挥发度[tex=2.714x1.0]GKf/Oyv2zDwokmkcX/Mewg==[/tex],求回流比与最小回流比的比值:[tex=2.214x2.571]DEEpsRsSAdh58z5Qwqq1thSy8cvdqToI3fLPYKDdIuE=[/tex]。