题目
(15分)用常压精馏塔分离某二元混合物,其平均相对挥发度为=2,原料液量F=10kmol/h,饱和蒸气进料,进料浓度xF=0.5(摩尔分率,下同),馏出液浓度xD=0.9,易挥发组份的回收率为90%,回流比R=2Rmin,塔顶为全凝器,塔底为间接蒸气加热,求:(1)馏出液量及釜残液组成?(2)从第一块塔板下降的液体组成x1为多少?(3)最小回流比?(4)精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h?(5)提馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h?
(15分)用常压精馏塔分离某二元混合物,其平均相对挥发度为=2,原料液量F=10kmol/h,饱和蒸气进料,进料浓度xF=0.5(摩尔分率,下同),馏出液浓度xD=0.9,易挥发组份的回收率为90%,回流比R=2Rmin,塔顶为全凝器,塔底为间接蒸气加热,求:(1)馏出液量及釜残液组成?(2)从第一块塔板下降的液体组成x1为多少?(3)最小回流比?(4)精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h?(5)提馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h?
题目解答
答案
解:(1)馏出液量及釜残液组成;

F=D+W W=F-D=10-5=5kmol/h

(2)从第一块塔板下降的液体组成x1;

塔顶为全凝器, 故
, 
(3)最小回流比;
饱和蒸气进料 q=0, 
由
得
,
(4)精馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h;
V=(R+1)D=(2×2.35 + 1)×5=28.5kmol/h
(5)提馏段各板上升的蒸气量为多少kmol/h。
V´=V-(q-1)F=28.5-10=18.5kmol/h
解析
步骤 1:计算馏出液量及釜残液组成
根据易挥发组份的回收率,可以计算出馏出液量D。再根据物料平衡,计算釜残液量W和釜残液组成xW。
步骤 2:计算从第一块塔板下降的液体组成x1
利用相对挥发度和塔顶全凝器的条件,计算从第一块塔板下降的液体组成x1。
步骤 3:计算最小回流比
根据饱和蒸气进料的条件,计算最小回流比Rmin。
步骤 4:计算精馏段各板上升的蒸气量
利用回流比和馏出液量,计算精馏段各板上升的蒸气量V。
步骤 5:计算提馏段各板上升的蒸气量
利用精馏段各板上升的蒸气量和原料液量,计算提馏段各板上升的蒸气量V'。
根据易挥发组份的回收率,可以计算出馏出液量D。再根据物料平衡,计算釜残液量W和釜残液组成xW。
步骤 2:计算从第一块塔板下降的液体组成x1
利用相对挥发度和塔顶全凝器的条件,计算从第一块塔板下降的液体组成x1。
步骤 3:计算最小回流比
根据饱和蒸气进料的条件,计算最小回流比Rmin。
步骤 4:计算精馏段各板上升的蒸气量
利用回流比和馏出液量,计算精馏段各板上升的蒸气量V。
步骤 5:计算提馏段各板上升的蒸气量
利用精馏段各板上升的蒸气量和原料液量,计算提馏段各板上升的蒸气量V'。