题目
2.采用连续精馏塔分离某双组分液体混合物,进料量为 200kmol/h ,进料中易挥发组分-|||-浓度0.4,泡点进料。塔顶设全凝器,泡点回流,要求塔顶产品浓度为0.95;塔釜间接蒸汽-|||-加热,塔釜产品浓度为0.05(以上皆为摩尔分数)。操作条件下,该物系相对挥发度 =-|||-2.5,实际回流比为最小回流比的1.5倍。试求:-|||-(1)塔顶易挥发组分和塔釜难挥发组分的回收率;-|||-(2)精馏段和提馏段的操作线方程;-|||-(3)若第一块板的汽相默弗里板效率E my 0.6,塔顶第二块板(自塔顶向下数)上-|||-升汽相的组成。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算塔顶易挥发组分和塔釜难挥发组分的回收率
根据物料平衡，塔顶产品量D和塔釜产品量W满足：$F=D+W$，其中F为进料量。塔顶易挥发组分的回收率${\eta }_{D}$和塔釜难挥发组分的回收率${\eta }_{W}$分别为：
${\eta }_{D}=\dfrac {D{x}_{D}}{F{x}_{F}}$
${\eta }_{W}=\dfrac {W(1-{x}_{W})}{F(1-{x}_{F})}$
步骤 2：计算最小回流比和实际回流比
最小回流比${R}_{min}$由公式${R}_{min}=\dfrac {a{x}_{F}-{x}_{D}}{x_{D}(1-a{x}_{F})}$计算，其中$a$为相对挥发度，${x}_{F}$为进料中易挥发组分的浓度，${x}_{D}$为塔顶产品中易挥发组分的浓度。实际回流比$R$为最小回流比的1.5倍。
步骤 3：计算精馏段和提馏段的操作线方程
精馏段操作线方程为$y=\dfrac {R}{R+1}x+\dfrac {{x}_{D}}{R+1}$，提馏段操作线方程为$y=\dfrac {R+1}{R}x-\dfrac {W}{F(R+1)}$。
步骤 4：计算塔顶第二块板上升汽相的组成
根据默弗里板效率${E}_{mv}$，计算塔顶第二块板上升汽相的组成${y}_{2}$。
根据物料平衡，塔顶产品量D和塔釜产品量W满足：$F=D+W$，其中F为进料量。塔顶易挥发组分的回收率${\eta }_{D}$和塔釜难挥发组分的回收率${\eta }_{W}$分别为：
${\eta }_{D}=\dfrac {D{x}_{D}}{F{x}_{F}}$
${\eta }_{W}=\dfrac {W(1-{x}_{W})}{F(1-{x}_{F})}$
步骤 2：计算最小回流比和实际回流比
最小回流比${R}_{min}$由公式${R}_{min}=\dfrac {a{x}_{F}-{x}_{D}}{x_{D}(1-a{x}_{F})}$计算，其中$a$为相对挥发度，${x}_{F}$为进料中易挥发组分的浓度，${x}_{D}$为塔顶产品中易挥发组分的浓度。实际回流比$R$为最小回流比的1.5倍。
步骤 3：计算精馏段和提馏段的操作线方程
精馏段操作线方程为$y=\dfrac {R}{R+1}x+\dfrac {{x}_{D}}{R+1}$，提馏段操作线方程为$y=\dfrac {R+1}{R}x-\dfrac {W}{F(R+1)}$。
步骤 4：计算塔顶第二块板上升汽相的组成
根据默弗里板效率${E}_{mv}$，计算塔顶第二块板上升汽相的组成${y}_{2}$。