题目
【例 8-29] 用常压精馏干塔分离双组分理想溶液。组成(易挥发组分A的摩-|||-尔分数,下同)为0.5的料液在泡点时加入塔内。塔顶蒸气先在分凝器中部分冷凝-|||-至泡点回流,其组成为0.88,未冷凝部分经全凝器后作为产品,组成为0.95。已测-|||-得离开塔顶第1层理论板的液相组成为0.796,塔顶轻组分回收率为96%,塔釜间-|||-热蒸气加热。试求:-|||-(1)该操作条件下的回流比和釜液组成(以摩尔分数表示);-|||-(2)若用图解法求得理论板数为9,又知全塔效率为70%,塔内实际塔板数为-|||-多少?
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定相平衡常数
根据题目中给出的分凝器中未冷凝部分的气相组成为 ${y}_{0}={x}_{D}=0.95$，以及回流液组成为 ${x}_{0}=0.88$，利用相平衡方程 ${y}_{0}=\dfrac {a{x}_{0}}{1+(a-1){x}_{0}}$，可以求出相平衡常数 $\alpha$。
步骤 2：计算离开塔顶第1层理论板的气相组成
利用相平衡方程 ${y}_{1}=\dfrac {a{x}_{1}}{1+(a-1){x}_{1}}$，可以求出离开塔顶第1层理论板的气相组成 ${y}_{1}$。
步骤 3：确定精馏段操作线方程
利用精馏段操作线方程 ${y}_{1}=\dfrac {R}{R+1}{x}_{0}+\dfrac {{x}_{0}}{R+1}$，可以求出回流比 $R$。
步骤 4：计算塔顶轻组分回收率
利用塔顶轻组分回收率的公式 $P=\dfrac {{P}_{x}{x}_{E}}{{x}_{0}}$，可以求出塔顶轻组分的流量 $P$。
步骤 5：计算塔釜液组成
利用全塔物料衡算方程 $F=D+W$ 和 $F{x}_{F}=D{x}_{D}+W{x}_{W}$，可以求出塔釜液组成 ${x}_{w}$。
步骤 6：计算实际塔板数
利用全塔效率公式 ${N}_{P}=\dfrac {{N}_{T}}{E}$，可以求出实际塔板数 ${N}_{P}$。
根据题目中给出的分凝器中未冷凝部分的气相组成为 ${y}_{0}={x}_{D}=0.95$，以及回流液组成为 ${x}_{0}=0.88$，利用相平衡方程 ${y}_{0}=\dfrac {a{x}_{0}}{1+(a-1){x}_{0}}$，可以求出相平衡常数 $\alpha$。
步骤 2：计算离开塔顶第1层理论板的气相组成
利用相平衡方程 ${y}_{1}=\dfrac {a{x}_{1}}{1+(a-1){x}_{1}}$，可以求出离开塔顶第1层理论板的气相组成 ${y}_{1}$。
步骤 3：确定精馏段操作线方程
利用精馏段操作线方程 ${y}_{1}=\dfrac {R}{R+1}{x}_{0}+\dfrac {{x}_{0}}{R+1}$，可以求出回流比 $R$。
步骤 4：计算塔顶轻组分回收率
利用塔顶轻组分回收率的公式 $P=\dfrac {{P}_{x}{x}_{E}}{{x}_{0}}$，可以求出塔顶轻组分的流量 $P$。
步骤 5：计算塔釜液组成
利用全塔物料衡算方程 $F=D+W$ 和 $F{x}_{F}=D{x}_{D}+W{x}_{W}$，可以求出塔釜液组成 ${x}_{w}$。
步骤 6：计算实际塔板数
利用全塔效率公式 ${N}_{P}=\dfrac {{N}_{T}}{E}$，可以求出实际塔板数 ${N}_{P}$。