题目
某混合液含易挥发组分的摩尔分数为0.24,在泡点状态下连续送入精馏塔。塔顶馏出液组成为0.95,釜液组成为0.03(均为易挥发组分的摩尔分数)。设混合物在塔内满足恒摩尔流条件。试求:1)塔顶产品的采出率D/F;(2)采用回流比R=2时,精馏段的液气比L/V及提馏段的气液比V/L;(3)采用R=4时,求L/V及L/V。[答案:(1)0.228;(2)0.667,0.47;(3)0.8,1.68
某混合液含易挥发组分的摩尔分数为0.24,在泡点状态下连续送入精馏塔。塔顶馏出液组成为0.95,釜液组成为0.03(均为易挥发组分的摩尔分数)。设混合物在塔内满足恒摩尔流条件。试求:1)塔顶产品的采出率D/F;(2)采用回流比R=2时,精馏段的液气比L/V及提馏段的气液比V/L;(3)采用R=4时,求L/V及L/V。[答案:(1)0.228;(2)0.667,0.47;(3)0.8,1.68
题目解答
答案
答案见解析解析(1)由物料衡得:D+W=FD_(xD)+W_xπ=F_x 带入数据得0.95D+0.03W=0.24F即可得到0.95D+0.03(F-D)=0.24F解得D/F=0.21/0.29=0.2282）已知回流比R=2,因此可得L/V=(RD)/((R+1)D)=2/3=0.667 因为进料热状态为泡点状态下连续进料，故进料热状态参数q=1可得 L=L+qF=RD+F ， V=V-(1-qF)=(R+1)D因此可得到：(v)/L=((R+1)D)/(RD+F)=((R+1)D/F)/(RD/2+1)=((2+1)*0.228)/(2*0.228+1) 3)采用R=4时:L/V=(RD)/((R+1)D)=4/5=0.8 L/V=(nD+F)/((R+1)D)=R/((R+1)D/E)=(4*0.228+1)/((4+1)*0.228)=(1.912)/(1.
解析
步骤 1：计算塔顶产品的采出率D/F
根据物料衡算，塔顶馏出液组分xD和釜液组分xW的摩尔分数分别为0.95和0.03，进料组分xF的摩尔分数为0.24。设塔顶馏出液的摩尔流量为D，釜液的摩尔流量为W，进料的摩尔流量为F。根据物料衡算，有：
D + W = F
xD * D + xW * W = xF * F
将已知数值代入上述方程，得到：
0.95D + 0.03W = 0.24F
由于W = F - D，代入上式，得到：
0.95D + 0.03(F - D) = 0.24F
解得D/F = 0.228。
步骤 2：计算回流比R=2时的精馏段液气比L/V及提馏段气液比V/L
已知回流比R = 2，根据恒摩尔流条件，有：
L/V = R / (R + 1) = 2 / (2 + 1) = 0.667
由于进料热状态为泡点进料，进料热状态参数q = 1，根据物料衡算，有：
L = RD + qF = 2D + F
V = (R + 1)D = 3D
因此，提馏段的气液比V/L = V / L = 3D / (2D + F) = 3D / (2D + D / 0.228) = 0.47。
步骤 3：计算回流比R=4时的精馏段液气比L/V及提馏段气液比V/L
已知回流比R = 4，根据恒摩尔流条件，有：
L/V = R / (R + 1) = 4 / (4 + 1) = 0.8
由于进料热状态为泡点进料，进料热状态参数q = 1，根据物料衡算，有：
L = RD + qF = 4D + F
V = (R + 1)D = 5D
因此，提馏段的气液比V/L = V / L = 5D / (4D + F) = 5D / (4D + D / 0.228) = 1.68。
根据物料衡算，塔顶馏出液组分xD和釜液组分xW的摩尔分数分别为0.95和0.03，进料组分xF的摩尔分数为0.24。设塔顶馏出液的摩尔流量为D，釜液的摩尔流量为W，进料的摩尔流量为F。根据物料衡算，有：
D + W = F
xD * D + xW * W = xF * F
将已知数值代入上述方程，得到：
0.95D + 0.03W = 0.24F
由于W = F - D，代入上式，得到：
0.95D + 0.03(F - D) = 0.24F
解得D/F = 0.228。
步骤 2：计算回流比R=2时的精馏段液气比L/V及提馏段气液比V/L
已知回流比R = 2，根据恒摩尔流条件，有：
L/V = R / (R + 1) = 2 / (2 + 1) = 0.667
由于进料热状态为泡点进料，进料热状态参数q = 1，根据物料衡算，有：
L = RD + qF = 2D + F
V = (R + 1)D = 3D
因此，提馏段的气液比V/L = V / L = 3D / (2D + F) = 3D / (2D + D / 0.228) = 0.47。
步骤 3：计算回流比R=4时的精馏段液气比L/V及提馏段气液比V/L
已知回流比R = 4，根据恒摩尔流条件，有：
L/V = R / (R + 1) = 4 / (4 + 1) = 0.8
由于进料热状态为泡点进料，进料热状态参数q = 1，根据物料衡算，有：
L = RD + qF = 4D + F
V = (R + 1)D = 5D
因此，提馏段的气液比V/L = V / L = 5D / (4D + F) = 5D / (4D + D / 0.228) = 1.68。