题目
【练 6-11 ]在连续精馏塔中分离苯-甲苯溶液,塔釜用间接蒸汽加热,塔顶采用全凝器,泡-|||-点回流。进料中含苯0.35(摩尔分数,下同),进料量为 /h, 以饱和蒸气状态进入塔中-|||-部。塔顶馏出液流量为 /h, 物系的平均相对挥发度为2.5,且知精馏段操作线方程为 y=-|||-.8x+0.16, 试求:-|||-(1)提馏段操作线方程;-|||-(2)若塔顶第一块塔板下降的液相中含苯0.70,求该塔板以气相组成表示的默弗里效-|||-率Emv。 __

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定精馏段和提馏段的物料平衡
根据题目,进料量为100 kmol/h,塔顶馏出液流量为40 kmol/h,进料中含苯0.35。由于塔顶采用全凝器,泡点回流,因此塔顶馏出液中苯的摩尔分数为0.70(由题目中给出的塔顶第一块塔板下降的液相中含苯0.70推断)。
步骤 2:计算提馏段操作线方程
精馏段操作线方程为y=0.8x+0.16,其中y为气相中苯的摩尔分数,x为液相中苯的摩尔分数。根据物料平衡,可以计算出提馏段操作线方程。首先,计算塔釜的物料流量,即100 kmol/h - 40 kmol/h = 60 kmol/h。然后,根据物料平衡,计算提馏段操作线方程。
步骤 3:计算默弗里效率
默弗里效率Emv是衡量塔板效率的一个指标,计算公式为Emv = (y1 - y2) / (y1 - y3),其中y1为塔顶第一块塔板上升的气相中苯的摩尔分数,y2为塔顶第一块塔板下降的液相中苯的摩尔分数,y3为塔顶第一块塔板上升的气相中苯的摩尔分数。根据题目中给出的数据,计算默弗里效率。
根据题目,进料量为100 kmol/h,塔顶馏出液流量为40 kmol/h,进料中含苯0.35。由于塔顶采用全凝器,泡点回流,因此塔顶馏出液中苯的摩尔分数为0.70(由题目中给出的塔顶第一块塔板下降的液相中含苯0.70推断)。
步骤 2:计算提馏段操作线方程
精馏段操作线方程为y=0.8x+0.16,其中y为气相中苯的摩尔分数,x为液相中苯的摩尔分数。根据物料平衡,可以计算出提馏段操作线方程。首先,计算塔釜的物料流量,即100 kmol/h - 40 kmol/h = 60 kmol/h。然后,根据物料平衡,计算提馏段操作线方程。
步骤 3:计算默弗里效率
默弗里效率Emv是衡量塔板效率的一个指标,计算公式为Emv = (y1 - y2) / (y1 - y3),其中y1为塔顶第一块塔板上升的气相中苯的摩尔分数,y2为塔顶第一块塔板下降的液相中苯的摩尔分数,y3为塔顶第一块塔板上升的气相中苯的摩尔分数。根据题目中给出的数据,计算默弗里效率。