题目
〖例1】在一两组份连续精馏塔中,进入精馏塔中第n层理论板的气相组成为0.75,从该板流出的液相组成为0.65(均为摩尔分数),塔内气液比ⅥL=2,物系的相对挥发度为a=2.5,求:①从该板上升的蒸汽组成;②流入该板的液相组成;③回流比R
〖例1】在一两组份连续精馏塔中,进入精馏塔中第n层理论
板的气相组成为0.75,从该板流出的液相组成为0.65(均为摩
尔分数),塔内气液比ⅥL=2,物系的相对挥发度为
a=2.5,求:①从该板上升的蒸汽组成;②流入该板的液相
组成;③回流比R
题目解答
答案

解析
本题考查连续精馏塔中理论板的气液平衡关系及物料衡算的应用。核心思路是:
- 气液平衡关系:利用相对挥发度α建立气相组成与液相组成的关系;
- 物料衡算:通过气液相流量比建立相邻板间液相组成的递推关系;
- 回流比定义:结合气液比直接推导回流比。
关键点:
- 气液平衡方程:$y_n = \dfrac{αx_n}{1 + (α-1)x_n}$;
- 物料衡算方程:$V(y_{n+1} - y_n) = L(x_n - x_{n-1})$;
- 回流比与气液比的关系:$R = \dfrac{V}{L}$。
① 求上升蒸汽组成$y_n$
根据气液平衡方程:
$y_n = \dfrac{αx_n}{1 + (α-1)x_n}$
代入已知条件$α=2.5$,$x_n=0.65$:
$y_n = \dfrac{2.5 \times 0.65}{1 + 1.5 \times 0.65} = \dfrac{1.625}{1.975} \approx 0.823$
② 求流入该板的液相组成$x_{n-1}$
根据物料衡算方程:
$V(y_{n+1} - y_n) = L(x_n - x_{n-1})$
已知$V/L=2$,代入$y_{n+1}=0.75$,$y_n=0.823$,$x_n=0.65$:
$2(0.75 - 0.823) = 0.65 - x_{n-1}$
计算得:
$2 \times (-0.073) = 0.65 - x_{n-1} \implies x_{n-1} = 0.65 + 0.146 = 0.796$
③ 求回流比$R$
根据气液比与回流比的关系:
$R = \dfrac{V}{L} = 2$