在一常压连续操作的精馏塔中分离某双组分混合液，已知该物系的平均相对挥发度为3.2。进料量为1000kmol/h,饱和蒸气进料，进料中易挥发物的组成[tex=1.071x1.0]WYyR0mFHw7jNapWYZO+qAQ==[/tex]=0.4。要求塔顶产品中易挥发组成[tex=1.214x1.0]lVA59kPZ9N7YSNcH/bFEaw==[/tex]=0.9(以上均为摩尔分率),料液中易挥发组分的90%由塔顶馏出。取回流比为3.5。塔釜采用间接加热，塔顶采用全凝器。试计算: (1)精馏段和提馏段上升的蒸气量;(2)从塔顶数起的第二块理论板上升的蒸气组成为多少?(3)现因结垢导致再沸器换热能力下降，若维持原来的进料量、进料组成、进料热状况和塔顶产品量不变，分析塔顶产品浓度和塔底产品浓度将如何变化?

2022-05-29

在一常压连续操作的精馏塔中分离某双组分混合液，已知该物系的平均相对挥发度为3.2。进料量为1000kmol/h,饱和蒸气进料，进料中易挥发物的组成[tex=1.071x1.0]WYyR0mFHw7jNapWYZO+qAQ==[/tex]=0.4。要求塔顶产品中易挥发组成[tex=1.214x1.0]lVA59kPZ9N7YSNcH/bFEaw==[/tex]=0.9(以上均为摩尔分率),料液中易挥发组分的90%由塔顶馏出。取回流比为3.5。塔釜采用间接加热，塔顶采用全凝器。试计算: (1)精馏段和提馏段上升的蒸气量;(2)从塔顶数起的第二块理论板上升的蒸气组成为多少?(3)现因结垢导致再沸器换热能力下降，若维持原来的进料量、进料组成、进料热状况和塔顶产品量不变，分析塔顶产品浓度和塔底产品浓度将如何变化?

答案：

解 （1）全塔物料衡算：[tex=9.429x4.071]GE56u9QCDTqcLxZ66HADyhj/Y4B82TaBLoZT/VayRSfL45sxxZmpcHRaRMnSoGQ4nvFwlsR0nsu4QwpNdnFYKDKlo0RGA6S1Klh+9Hn4QrYOssHA8LDhrMaZXYvq1eg+gd7jXrsNIKkiFlYISK0bnA4/N3akFFbJtYg8cnzaUtc=[/tex]把[tex=6.786x1.214]EiGgGgHJnC5wGoDnGqcIYZ7Gj8uH5Jd70qoIVIMiAtg=[/tex]代入解得：[tex=18.071x1.357]Wcq+9oE08mVfZUHBTp49Dv2pndrwXPI0oCUc69kt9CeucZ8EmD8M7qxxP5RnGCXESIDQkLUR6ZsANwGfFOA0Aw==[/tex][tex=15.857x1.357]x38wy8wt5f4SDpTg4rC9lmbjNLguQzKLeyGOsH9keXNHLJlevjGtyI13cMm/X+e5[/tex][tex=17.429x1.429]4Rzj+95RU6bltmRdG5TbQR5la00Vm7VyS/Ixs3auZEa3hIbBb754/lrK50GF2CdRnEXIkaruISQ76KYontEoig==[/tex]（2）精馏段操作线方程为:[tex=18.857x2.5]dZ93hbXwK/Fr36mGxZXjSsv5Ow34zXta0p42bU8s/z7QEhc50Sc+PwMIK/t0/2JWhzujPFnaaJgOVpW0B3RrgpGYPWiBjWV7CMfsy9viSyakVU8UlCVdsiKPROnL+NQv[/tex]①由α=3.2得相平衡方程为：[tex=10.714x2.643]zEAHR/gHbfDHQ2HXUnoFjlRenqW4Fhld30Jch16pCuLD0mnAjEQc1xHG/aRIec3bU38/YvXZLW+kp9K6Vn+oNA==[/tex]②利用逐板计算法计算[tex=18.643x1.643]dYVb87DOsQHB30NcXEtjVaxnZsmZoDIbL6vcX1WhpsjmugQLmV7rnw6AwdyTsAnaAnCyExbnsUwLn+Ly9H3LwoCAspNQGN1x5uuxF81jRIqNhgWp2NKQ9+20nflONCDB0WafPlgUA+GH5s8ifsE9foVDcJVnKpikREgNGT7d5YjHBvxaxHW/lplqktU2c+5WutCDWV00jtLDdlZKU/hlPQ==[/tex](3)因结垢导致再沸器换热能力下降，从而导致V'减少，而[tex=6.357x1.429]jMYxvxc1JUrvEyecHX6N7nJFjJbw3VWOarSIwVsT9kw=[/tex],进料和进料状态不变，所以V减少，而D保持不变，根据[tex=5.071x1.357]el76kyDfZkftW2H8T3k92Q==[/tex]可知R减小，精馏段操作线斜率[tex=2.286x2.5]hg7JN788VArAqB4aFw1fMbrOvW9Llm8ZEr0ZyRlfExQ=[/tex]减小，精馏段操作线靠近平衡线，不利于分离，因此[tex=1.214x1.0]lVA59kPZ9N7YSNcH/bFEaw==[/tex]减小，又由全塔物料衡算可知，当F、D、W、[tex=1.071x1.0]WYyR0mFHw7jNapWYZO+qAQ==[/tex]都不变，当[tex=1.214x1.0]lVA59kPZ9N7YSNcH/bFEaw==[/tex]减小时，[tex=1.286x1.0]FJ1K0wmI0d/UpCkK3m8VcA==[/tex]增加。讨论:本题难点主要是在第(3)问，属于操作型分析题。当再沸器结垢时，由于上升蒸汽量减少造成了对产品质量的影响。

举一反三

内容

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某两组分混合液用精馏分离，其进料摩尔分数为0.5，泡点进料，系统的相对挥发度为2，塔顶出料量是进料量的[tex=1.857x1.143]1rmZiJ7wA0lH50/C1RBYqA==[/tex]（摩尔比）。如果所采用的精馏塔的理论板数为无穷多块，试计算：(1)[tex=2.857x1.0]1uP/aC/k8vJPbWpOd2xZtQ==[/tex]时，塔顶与塔底的组成各为多少？(2)[tex=3.429x1.0]cp6sNHWPqwDcT5IIdTix0g==[/tex]时，塔顶与塔底的组成各为多少？试绘出表示精馏段和提馏段操作线的示意图。
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在连续精馏塔内分离某二元理想溶液，已知进料组成为0.5(易挥发组分摩尔分数，下同)，泡点进料，进料量为100kmol/h。塔顶采用分凝器和全凝器，塔顶上升蒸汽经分凝器部分冷凝后，液相作为塔顶回流液，其组成为0.9,气相再经全凝器冷凝，作为塔顶产品，其组成为0.95。易挥发组分在塔顶的回收率为96%，离开塔顶第一层理论板的液相组成为0.84。试求: （1）精馏段操作线方程;（2）操作回流比与最小回流比的比值[tex=3.214x1.357]XkEnTbwZD7ZLbobyBJyyfjFOtq6LDDkq+6ueWpY8C90=[/tex]；（3）塔釜液组成[tex=1.143x1.0]rwnHWItPqDqPMrV8cIdDVQ==[/tex].
2
已知某精馏塔操作以饱和蒸气进料，操作线方程分别如下：精馏段[tex=7.929x1.286]qARYfeBoKRPB2DadYvjsqLDAR6ddU5DgrcRgSWvmIac=[/tex] 提馏段[tex=6.643x1.214]jXgaoBmCyIegwQHFPdeohQ==[/tex]试求该塔操作的回流比，塔顶、塔底产品及进料中易挥发组分的摩尔分率。
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用一连续精馏塔分离某二元混合物。进料组成[tex=3.143x1.214]pYL3EEgqqpCHbsSOrj4mCw==[/tex](轻组分的摩尔分数，下同)，进料为饱和液体。塔顶产品的组成为[tex=3.714x1.214]MEzQ9EkknNMSjlEwyX+QJJHR7TTkmSJgW5NcNoPIKnw=[/tex],塔顶产品量为[tex=5.929x1.357]MYiS44w/nxRx6+8COKpKWYr1aeSUwqltzfVDaaulsZs=[/tex],要求塔顶产品量中轻组分的回收率为96%。塔顶采用一分凝器和一全凝器，分凝器中的饱和液体作回流用。已知回流液体的组成为[tex=3.5x1.214]5uggKtslhWNfQrzzg55I9TqN65ZACRU+pCfVC/x+qfU=[/tex]，离开第-块塔板向下流动液体组成为[tex=3.5x1.214]S6pxNlcF6HdU/lY8QLNtjrBXdHfcZPQC8Wp9F1Ce06Q=[/tex]，塔底采用间接加热方式，塔内皆为理论板。全塔相对挥发度为常数。试求: (1)进料量F、塔底产品量W和塔底产品组成[tex=1.286x1.0]FJ1K0wmI0d/UpCkK3m8VcA==[/tex]各为多少?(2)操作回流比是最小回流比的多少倍?(3)精馏段和提馏段的气相流量各是多少?
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某二元混合液在一常压连续精馏塔中进行分离，要求塔顶产品中易挥发组分达94%.塔底产品易发组分为4% （均为摩尔分数）.已知该塔进料线方程为[tex=5.286x1.286]1kjzBxGevtCI2vtCjS5o2A==[/tex]，采用操作回流比为[tex=3.429x1.286]jbaMYVOLS2LBm1NrFwXMIg==[/tex] ，相对挥发度为2.试求：若塔底产品量[tex=7.643x1.214]oclL25yNHTQG2lY9DeFkOOn4dvfw5jwQ+yowU0khBTE=[/tex]，则进料量F和塔顶产品量D各为多少？