题目
六、今用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物,原料液处理量为100kmol/h,其中苯含量为0.4(摩尔分率,下同),塔顶苯的回收率为99%,塔底甲苯的回收率为98%。现从精馏段某块板上测得上升蒸汽的组成为0.784,上一块板流下的液相组成为0.715。试求:(1)塔顶及塔底产品的流量及组成;(2)操作回流比及精馏段操作线方程。
六、今用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物,原料液处理量为100kmol/h,其中苯含量为0.4(摩尔分率,下同),塔顶苯的回收率为99%,塔底甲苯的回收率为98%。现从精馏段某块板上测得上升蒸汽的组成为0.784,上一块板流下的液相组成为0.715。试求:
(1)塔顶及塔底产品的流量及组成;
(2)操作回流比及精馏段操作线方程。
题目解答
答案
解:(1) 塔顶苯的回收率
=0.99 2分

塔底甲苯的回收率
=0.98 2分

又由全塔物料衡算得: FxF=DxD+WxW 2分
F=D+W 2分
∵ F=100kmol/h, xF=0.4
∴ D=40.8kmol/h, W=59.2 kmol/h
xD=0.97, xW=0.007 2分
(2) 精馏段操作线方程为:
2分

依题易知 y=0.784,x=0.715 必满足上式,
∴ R=2.70 2分
∴ 精馏段操作线方程为:
=0.73xn+0.26 2分

解析
步骤 1:计算塔顶产品流量及组成
根据题意,塔顶苯的回收率为99%,即塔顶产品中苯的摩尔分数为0.99。利用全塔物料衡算,可以计算出塔顶产品流量及组成。
步骤 2:计算塔底产品流量及组成
根据题意,塔底甲苯的回收率为98%,即塔底产品中甲苯的摩尔分数为0.98。利用全塔物料衡算,可以计算出塔底产品流量及组成。
步骤 3:计算操作回流比及精馏段操作线方程
根据题意,从精馏段某块板上测得上升蒸汽的组成为0.784,上一块板流下的液相组成为0.715。利用这些数据,可以计算出操作回流比及精馏段操作线方程。
根据题意,塔顶苯的回收率为99%,即塔顶产品中苯的摩尔分数为0.99。利用全塔物料衡算,可以计算出塔顶产品流量及组成。
步骤 2:计算塔底产品流量及组成
根据题意,塔底甲苯的回收率为98%,即塔底产品中甲苯的摩尔分数为0.98。利用全塔物料衡算,可以计算出塔底产品流量及组成。
步骤 3:计算操作回流比及精馏段操作线方程
根据题意,从精馏段某块板上测得上升蒸汽的组成为0.784,上一块板流下的液相组成为0.715。利用这些数据,可以计算出操作回流比及精馏段操作线方程。