题目
有某平均相对挥发度为3的理想溶液,其中易挥发组分的组成为60%(摩尔百分率,以下同),于泡点下送入精馏塔中,要求馏出液中易挥发组分组成不小于9%,残液中易挥发组分组成不大于2%,试用计算方法求以下各项:(1)每获得1kmol馏出液时原料液用量(2)若回流比R为1.5,它相当于最小回流比的若干倍(3)回流比R为15时,精馏段需若干层理论板:(4)假设料液加到板上后,加料板上溶液的组成不变,仍为06,求上升到加料板上
有某平均相对挥发度为3的理想溶液,其中易挥发组分的组成为60%(摩尔百分率,以下
同),于泡点下送入精馏塔中,要求馏出液中易挥发组分组成不小于9%,残液中易挥发组
分组成不大于2%,试用计算方法求以下各项:
(1)每获得1kmol馏出液时原料液用量
(2)若回流比R为1.5,它相当于最小回流比的若干倍
(3)回流比R为15时,精馏段需若干层理论板:
(4)假设料液加到板上后,加料板上溶液的组成不变,仍为06,求上升到加料板上
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算原料液用量
根据物料平衡，原料液的摩尔流量F等于馏出液的摩尔流量D和残液的摩尔流量W之和。即：
\[ F = D + W \]
其中，D为1kmol，W为残液的摩尔流量。根据易挥发组分的摩尔百分率，可以得到：
\[ F \times 0.6 = D \times 0.9 + W \times 0.02 \]
步骤 2：计算最小回流比
最小回流比可以通过泡点进料的条件和相平衡关系计算。泡点进料时，加料板上的气液相组成平衡，可以得到最小回流比的表达式。根据相对挥发度α和组分的摩尔百分率，可以计算最小回流比。
步骤 3：计算精馏段理论板数
根据回流比和相对挥发度，可以计算精馏段的理论板数。理论板数可以通过操作线方程和相平衡方程计算。
步骤 4：计算上升到加料板上的气相组成
根据加料板上的气液相组成平衡，可以计算上升到加料板上的气相组成。
根据物料平衡，原料液的摩尔流量F等于馏出液的摩尔流量D和残液的摩尔流量W之和。即：
\[ F = D + W \]
其中，D为1kmol，W为残液的摩尔流量。根据易挥发组分的摩尔百分率，可以得到：
\[ F \times 0.6 = D \times 0.9 + W \times 0.02 \]
步骤 2：计算最小回流比
最小回流比可以通过泡点进料的条件和相平衡关系计算。泡点进料时，加料板上的气液相组成平衡，可以得到最小回流比的表达式。根据相对挥发度α和组分的摩尔百分率，可以计算最小回流比。
步骤 3：计算精馏段理论板数
根据回流比和相对挥发度，可以计算精馏段的理论板数。理论板数可以通过操作线方程和相平衡方程计算。
步骤 4：计算上升到加料板上的气相组成
根据加料板上的气液相组成平衡，可以计算上升到加料板上的气相组成。