题目
一连续精馏塔分离二元理想混合溶液,已知精馏段某塔板的气、液相组成分别为 0.83 和 0.70 ,相邻上层塔板的液相组成为 0.77 ,而相邻下层塔板的气相组成为 0.78( 以上均为轻组分 A 的摩尔分数,下同 ) 。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体,其组成为 0.46 。若已知塔顶与塔底产量比为 2/3 ,试求: (1) 精馏段操作线方程; (2) 提馏段操作线方程。
一连续精馏塔分离二元理想混合溶液,已知精馏段某塔板的气、液相组成分别为 0.83 和 0.70 ,相邻上层塔板的液相组成为 0.77 ,而相邻下层塔板的气相组成为 0.78( 以上均为轻组分 A 的摩尔分数,下同 ) 。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体,其组成为 0.46 。若已知塔顶与塔底产量比为 2/3 ,试求: (1) 精馏段操作线方程; (2) 提馏段操作线方程。
题目解答
答案
解:(1)精馏段操作线方程 依精馏段操作线方程 将该板和上层板的气、滴相织成代入,得 1 再将该板和下层板的气、液相组成代入,得 2 联立式1、式2解得 R=2.0, =0.95 则精馏段操作线方程为 即3y=2x+0.95 (2) 提馏段操作线方程 提馏段操作线方程的通式为 将 q=1(泡点进料)代入上式则有 转化上式为 3 根据 即 解得 =0.13 将有关数据代入式3,则提馏段操作线方程为 即y=1.5x-0.065
解析
步骤 1：确定精馏段操作线方程
精馏段操作线方程的一般形式为：y = (R/(R+1))x + (x_D/(R+1))，其中R为回流比，x_D为塔顶产品的组成。根据题目中给出的气、液相组成，可以列出两个方程来求解R和x_D。
步骤 2：求解回流比R和塔顶产品组成x_D
将题目中给出的气、液相组成代入精馏段操作线方程，得到两个方程：
1. 0.83 = (R/(R+1)) * 0.70 + (x_D/(R+1))
2. 0.78 = (R/(R+1)) * 0.77 + (x_D/(R+1))
联立这两个方程，解得R=2.0，x_D=0.95。
步骤 3：确定提馏段操作线方程
提馏段操作线方程的一般形式为：y = (L'/L) * x - (x_F * (L'/L) - x_W) / (L'/L)，其中L'为提馏段上升蒸汽流量，L为提馏段下降液体流量，x_F为进料组成，x_W为塔底产品组成。根据题目中给出的条件，可以求解提馏段操作线方程。
步骤 4：求解提馏段操作线方程参数
根据题目中给出的条件，进料为饱和液体，其组成为0.46，塔顶与塔底产量比为2/3，可以求解提馏段操作线方程参数。将q=1(泡点进料)代入提馏段操作线方程，得到y = (L'/L) * x - (x_F * (L'/L) - x_W) / (L'/L)。根据塔顶与塔底产量比为2/3，可以求解x_W。将有关数据代入提馏段操作线方程，得到提馏段操作线方程。
精馏段操作线方程的一般形式为：y = (R/(R+1))x + (x_D/(R+1))，其中R为回流比，x_D为塔顶产品的组成。根据题目中给出的气、液相组成，可以列出两个方程来求解R和x_D。
步骤 2：求解回流比R和塔顶产品组成x_D
将题目中给出的气、液相组成代入精馏段操作线方程，得到两个方程：
1. 0.83 = (R/(R+1)) * 0.70 + (x_D/(R+1))
2. 0.78 = (R/(R+1)) * 0.77 + (x_D/(R+1))
联立这两个方程，解得R=2.0，x_D=0.95。
步骤 3：确定提馏段操作线方程
提馏段操作线方程的一般形式为：y = (L'/L) * x - (x_F * (L'/L) - x_W) / (L'/L)，其中L'为提馏段上升蒸汽流量，L为提馏段下降液体流量，x_F为进料组成，x_W为塔底产品组成。根据题目中给出的条件，可以求解提馏段操作线方程。
步骤 4：求解提馏段操作线方程参数
根据题目中给出的条件，进料为饱和液体，其组成为0.46，塔顶与塔底产量比为2/3，可以求解提馏段操作线方程参数。将q=1(泡点进料)代入提馏段操作线方程，得到y = (L'/L) * x - (x_F * (L'/L) - x_W) / (L'/L)。根据塔顶与塔底产量比为2/3，可以求解x_W。将有关数据代入提馏段操作线方程，得到提馏段操作线方程。