题目
在常压操作的连续精馏塔中分离喊甲醇0.4与说0.6（均为摩尔分率）的溶液，若原料液流量为100kmol/h，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（以上均为易挥发组分的摩尔分率），回流比为2.5，试求产品的流量，精馏段的下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量。假设塔内气液相均为恒摩尔流。
在常压操作的连续精馏塔中分离喊甲醇0.4与说0.6（均为摩尔分率）的溶液，若原料液流量为100kmol/h，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（以上均为易挥发组分的摩尔分率），回流比为2.5，试求产品的流量，精馏段的下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量。假设塔内气液相均为恒摩尔流。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算产品的流量
根据物料衡算公式 $F{x}_{1}=W{x}_{2}+D{x}_{0}$，其中 $F$ 为原料液流量，$x_{1}$ 为原料液中易挥发组分的摩尔分率，$W$ 为釜液流量，$x_{2}$ 为釜液中易挥发组分的摩尔分率，$D$ 为馏出液流量，$x_{0}$ 为馏出液中易挥发组分的摩尔分率。同时，$D+W=F$。代入已知数据，可以求出 $W$ 和 $D$。
步骤 2：计算精馏段的下降液体流量
根据回流比 $R$ 的定义，$L=DR$，其中 $L$ 为精馏段的下降液体流量，$D$ 为馏出液流量，$R$ 为回流比。代入已知数据，可以求出 $L$。
步骤 3：计算提馏段的上升蒸汽流量
根据恒摩尔流假设，$V=V_{L}+(1-q)F$，其中 $V$ 为提馏段的上升蒸汽流量，$V_{L}$ 为精馏段的上升蒸汽流量，$q$ 为进料热状态参数，$F$ 为原料液流量。代入已知数据，可以求出 $V$。
根据物料衡算公式 $F{x}_{1}=W{x}_{2}+D{x}_{0}$，其中 $F$ 为原料液流量，$x_{1}$ 为原料液中易挥发组分的摩尔分率，$W$ 为釜液流量，$x_{2}$ 为釜液中易挥发组分的摩尔分率，$D$ 为馏出液流量，$x_{0}$ 为馏出液中易挥发组分的摩尔分率。同时，$D+W=F$。代入已知数据，可以求出 $W$ 和 $D$。
步骤 2：计算精馏段的下降液体流量
根据回流比 $R$ 的定义，$L=DR$，其中 $L$ 为精馏段的下降液体流量，$D$ 为馏出液流量，$R$ 为回流比。代入已知数据，可以求出 $L$。
步骤 3：计算提馏段的上升蒸汽流量
根据恒摩尔流假设，$V=V_{L}+(1-q)F$，其中 $V$ 为提馏段的上升蒸汽流量，$V_{L}$ 为精馏段的上升蒸汽流量，$q$ 为进料热状态参数，$F$ 为原料液流量。代入已知数据，可以求出 $V$。