三、计算1用一精馏塔分离二元液体混合物,进料量100kmol/h,易挥发组分xF=0.5,泡点进料,得塔顶产品xD=0.9,塔底釜液xW=0.05(皆摩尔分率),操作回流比R=1.61,该物系平均相对挥发度α=2.25,塔顶为全凝器,求:(1) 塔顶和塔底的产品量(kmol/h);(2) 第一块塔板下降的液体组成x1为多少;(3) 写出提馏段操作线数值方程;

解:(1)塔顶和塔底的产品量(kmol/h);

F=D+W=100 (1)

(2)

上述两式联立求解得 W=47.06kmol/h D=52.94kmol/h

(2)第一块塔板下降的液体组成x1为多少;

因塔顶为全凝器,

(3)写出提馏段操作线数值方程;

则

2一精馏塔,原料液组成为0.5(摩尔分率),饱和蒸气进料,原料处理量为100kmol/h,塔顶、塔底产品量各为50kmol/h 。已知精馏段操作线程为y=0.833x+0.15,塔釜用间接蒸气加热,塔顶全凝器,泡点回流。试求:

(1) 塔顶、塔底产品组成;

(2) 全凝器中每小时冷凝蒸气量;

(3) 蒸馏釜中每小时产生蒸气量

解:(1)塔顶、塔底产品组成;

因 , R=5 又 ,

由物料衡算

得

(2)全凝器中每小时冷凝蒸气量;

V=(R+1)D=300kmol/h

(3)蒸馏釜中每小时产生蒸气量;

q=0,V´=V - F=300 -100=200kmol/h

3在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物,塔顶为全凝器,塔釜间接蒸汽加热,平均相对挥发度为2.47,饱和蒸汽进料。已知进料量为150kmol/h,进料组成为0.4(摩尔分率),回流比为4,塔顶馏出液中苯的回收率为0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95。试求:

(1)塔顶馏出液及塔釜采出液组成;(2)精馏段操作线方程;(3)提馏段操作线方程。

解:(1)塔顶馏出液及塔釜采出液组成;

由 (a)

(b)

F=D+W=150 (c)

(d)

联立(a)、(b)、(c)和(d)求解得:

W=87.3kmol/h, D=62.7kmol/h

x=0.0206, x=0.928

(2)精馏段操作线方程;

(3)提馏段操作线方程;

饱和蒸气进料,故 q=0 ,

则