题目
分离苯和甲苯混合液,进料组成为0.4,馏出液组成为0.95,残液组成为0.05(以上组成均为苯的摩尔分率)。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜为间接蒸汽加热。试求:⑴最小回流比;⑵若回流比取最小回流比的1.2倍,列出精馏段操作线方程;⑶列出提馏段操作线方程。
分离苯和甲苯混合液,进料组成为0.4,馏出液组成为0.95,残液组成为0.05(以上组成均为苯的摩尔分率)。苯对甲苯的平均相对挥发度为2.44。泡点进料,塔顶冷凝器为全凝器,塔釜为间接蒸汽加热。试求:
⑴最小回流比;
⑵若回流比取最小回流比的1.2倍,列出精馏段操作线方程;
⑶列出提馏段操作线方程。
题目解答
答案
解:⑴ ye=2.44×0.4/(1+1.44×0.4)=0.62
Rmin=(xD-ye)/(ye-xF)=(0.95-0.62)/(0.62-0.4)=1.5
⑵R=1.2×1.5=1.8
yn+1=(1.8/2.8)xn+0.95/2.8=0.64xn+0.34
⑶令F=1kmol/h
FxF=DxD+Wxw
0.4=0.95D+(1+D)×0.05
解得D=0.39kmol/h
W=0.61kmol/h
∵q=1
L'=L+qF=RD+F=1.8×0.39+1=1.7kmol/h
V'=V=(R+1)D=2.8×0.39=1.09kmol/h
∴y'=L'x'/V'-Wxw/V'=1.7x'/1.09-0.61×0.05/1.09=1.56x'-0.028
ym+1=1.56xm-0.028
解析
步骤 1：计算泡点进料的平衡组成
根据相对挥发度α和进料组成xF，计算泡点进料的平衡组成ye。
步骤 2：计算最小回流比
利用最小回流比的计算公式，根据馏出液组成xD、泡点进料的平衡组成ye和进料组成xF，计算最小回流比Rmin。
步骤 3：计算实际回流比
根据题目要求，计算实际回流比R。
步骤 4：列出精馏段操作线方程
利用实际回流比R和馏出液组成xD，列出精馏段操作线方程。
步骤 5：计算塔顶和塔釜的物料流量
根据物料平衡方程，计算塔顶馏出液流量D和塔釜残液流量W。
步骤 6：列出提馏段操作线方程
利用塔顶和塔釜的物料流量，以及残液组成xw，列出提馏段操作线方程。
根据相对挥发度α和进料组成xF，计算泡点进料的平衡组成ye。
步骤 2：计算最小回流比
利用最小回流比的计算公式，根据馏出液组成xD、泡点进料的平衡组成ye和进料组成xF，计算最小回流比Rmin。
步骤 3：计算实际回流比
根据题目要求，计算实际回流比R。
步骤 4：列出精馏段操作线方程
利用实际回流比R和馏出液组成xD，列出精馏段操作线方程。
步骤 5：计算塔顶和塔釜的物料流量
根据物料平衡方程，计算塔顶馏出液流量D和塔釜残液流量W。
步骤 6：列出提馏段操作线方程
利用塔顶和塔釜的物料流量，以及残液组成xw，列出提馏段操作线方程。