题目
在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。 原料液流量为50 kmol/h ,要求馏出液中易挥发组分的收率为 94%。已知精馏段操作线方程为 y = 0.75X+0.238 ; q线方程为y = 2- 3x。试求(1)操作回流比及馏出液组成; (2)进料热状况参数及原料的总组成; (3)两操作线交点的坐标值 xq及yq; (4)提馏段操作线方程。
在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。 原料液流量为50 kmol/h ,要求馏出液
中易挥发组分的收率为 94%。已知精馏段操作线方程为 y = 0.75X+0.238 ; q线方程为y = 2- 3x。试求(1)操作回流比及馏出液组成; (2)进料热状况参数及原料的总组成; (3)两操
作线交点的坐标值 xq及yq; (4)提馏段操作线方程。
题目解答
答案
解:(1)操作回流比及馏出液组成 由题给条件,得
旦0.75及旦0.238
R 1 R 1
解得 R = 3, xd = 0.952
(2) 进料热状况参数及原料液组成 由于
旦 3及王 2
q 1 1 q
解得 q = 0.75 (气液混合进料),xf = 0.5
(3) 两操作线交点的坐标值 xq及yq 联立操作线及q线两方程,即
y 0.75x 0.238
y 2 3x
解得 xq = 0.4699 及 yq = 0.5903
(4) 提馏段操作线方程 其一般表达式为
q n,L qn,W
y x xw
qn,V qn,V
式中有关参数计算如下:
qn,D
A q n,FXF
Xd
.94 50 0.5 kmol/h 24.68kmol/h
0.952
qn,W qn,F qn,D
解析
步骤 1：确定操作回流比及馏出液组成
根据精馏段操作线方程 y = 0.75X + 0.238，可以确定操作回流比 R 和馏出液组成 xD。操作线方程的一般形式为 y = (R/(R+1))X + (xD/(R+1))，通过比较系数，可以得到 R 和 xD 的值。
步骤 2：确定进料热状况参数及原料的总组成
根据 q 线方程 y = 2 - 3x，可以确定进料热状况参数 q 和原料的总组成 xF。q 线方程的一般形式为 y = (q-1)x + qxF，通过比较系数，可以得到 q 和 xF 的值。
步骤 3：确定两操作线交点的坐标值 xq 及 yq
联立精馏段操作线方程和 q 线方程，可以求解出两操作线交点的坐标值 xq 和 yq。
步骤 4：确定提馏段操作线方程
根据已知的参数，可以计算出提馏段操作线方程。提馏段操作线方程的一般形式为 y = (L/V)X + (xW - (L/V)xW)，其中 L/V 为提馏段的回流比，xW 为釜液组成。
根据精馏段操作线方程 y = 0.75X + 0.238，可以确定操作回流比 R 和馏出液组成 xD。操作线方程的一般形式为 y = (R/(R+1))X + (xD/(R+1))，通过比较系数，可以得到 R 和 xD 的值。
步骤 2：确定进料热状况参数及原料的总组成
根据 q 线方程 y = 2 - 3x，可以确定进料热状况参数 q 和原料的总组成 xF。q 线方程的一般形式为 y = (q-1)x + qxF，通过比较系数，可以得到 q 和 xF 的值。
步骤 3：确定两操作线交点的坐标值 xq 及 yq
联立精馏段操作线方程和 q 线方程，可以求解出两操作线交点的坐标值 xq 和 yq。
步骤 4：确定提馏段操作线方程
根据已知的参数，可以计算出提馏段操作线方程。提馏段操作线方程的一般形式为 y = (L/V)X + (xW - (L/V)xW)，其中 L/V 为提馏段的回流比，xW 为釜液组成。