题目
某连续精馏塔在常压操作下分离含甲醇的水溶液,其精馏段和提馏段的操作线方程分别为 y=0.63x+0.361 y=1.805x-0.00966 试求: 1 )此塔的操作回流比; 2 )原料液流量为 100kmol/h ,组成为 0.4 时,塔顶馏出液量, kmol/h ; 3 )进料热状况参数 q 值。
某连续精馏塔在常压操作下分离含甲醇的水溶液,其精馏段和提馏段的操作线方程分别为 y=0.63x+0.361 y=1.805x-0.00966 试求: 1 )此塔的操作回流比; 2 )原料液流量为 100kmol/h ,组成为 0.4 时,塔顶馏出液量, kmol/h ; 3 )进料热状况参数 q 值。
题目解答
答案
解: 1 )此塔的操作回流比为 R ,根据精馏段操作线方程,可知, R/ ( R+1 ) =0.63 ,解得 R=1.703 。 2 ) 塔顶馏出液量为 D ,由精馏段操作线方程有 x D / ( R+1 ) =0.361 ,得 x D =0.976 提馏段操作线方程 y=1.805x-0.00966 与直线 y=x 联立(提馏段恒过( x W ,x W )点),解得 x W =0.012 。 根据 解得, D=40.25 kmol/h 3 )进料热状况参数 q 值。 联立精馏段和提馏段的操作线方程 y=0.63x+0.361 y=1.805x-0.00966 解得, x=0.315 , y=0.559 所以 q 线过点( 0.315,0.559 ),又已知 q 线过点 (x F ,x F ) , x F =0.4 所以 q 线斜率为: q/(q-1)= ( 0.559-0.4 ) / ( 0.315-0.4 ) 解得 q=0.652
解析
步骤 1：计算回流比
根据精馏段操作线方程 y=0.63x+0.361，可以知道回流比 R 与操作线方程的斜率有关。操作线方程的斜率是 R/(R+1)，因此可以建立方程求解回流比 R。
步骤 2：计算塔顶馏出液量
根据精馏段操作线方程 y=0.63x+0.361，可以求出塔顶馏出液的组成 x_D。然后根据物料平衡方程，可以求出塔顶馏出液量 D。
步骤 3：计算进料热状况参数 q 值
根据提馏段操作线方程 y=1.805x-0.00966，可以求出塔底残液的组成 x_W。然后根据精馏段和提馏段操作线方程的交点，可以求出进料热状况参数 q 值。
根据精馏段操作线方程 y=0.63x+0.361，可以知道回流比 R 与操作线方程的斜率有关。操作线方程的斜率是 R/(R+1)，因此可以建立方程求解回流比 R。
步骤 2：计算塔顶馏出液量
根据精馏段操作线方程 y=0.63x+0.361，可以求出塔顶馏出液的组成 x_D。然后根据物料平衡方程，可以求出塔顶馏出液量 D。
步骤 3：计算进料热状况参数 q 值
根据提馏段操作线方程 y=1.805x-0.00966，可以求出塔底残液的组成 x_W。然后根据精馏段和提馏段操作线方程的交点，可以求出进料热状况参数 q 值。