题目
分离苯(B)、甲苯(T)和异丙苯(C)的精馏塔,塔顶采用全凝器。分析釜液组成为:xB = 0.1(mol),xT = 0.3,xC = 0.6。蒸发比V’/W =1.0。假设为恒摩尔流。相对挥发度αBT =2.5,αTT =1.0,αCT =0.21,求再沸器以上一板的上升蒸汽组成。
分离苯(B)、甲苯(T)和异丙苯(C)的精馏塔,塔顶采用全凝器。分析釜液组成为:xB = 0.1(mol),xT = 0.3,xC = 0.6。蒸发比V’/W =1.0。假设为恒摩尔流。相对挥发度αBT =2.5,αTT =1.0,αCT =0.21,求再沸器以上一板的上升蒸汽组成。
题目解答
答案
解:根据提馏段物料衡算得:
L’=W+V’
由V’/W =1.0
L’/V’ =2.0; L’/W =2.0。
由式(4-12)得:
yB =0.3698;yT =0.4438;yC =0.1864。
由提馏段操作线方程:
xB =0.2349;xT =0.3719;xC =0.3932。
再沸器以上一板的上升蒸汽组成:

yB =0.5637;yT =0.3570;yC =0.0793。
解析
步骤 1:确定提馏段操作线方程
根据题意,蒸发比V’/W = 1.0,因此L’/V’ = 2.0,L’/W = 2.0。提馏段操作线方程为:
\[ y = \frac{L'}{W}x + \frac{V'}{W}x_{\text{釜液}} \]
步骤 2:计算提馏段操作线方程的参数
由于V’/W = 1.0,L’/W = 2.0,因此提馏段操作线方程为:
\[ y = 2x + x_{\text{釜液}} \]
步骤 3:计算再沸器以上一板的上升蒸汽组成
根据相对挥发度αBT = 2.5,αTT = 1.0,αCT = 0.21,计算再沸器以上一板的上升蒸汽组成:
\[ y_{i} = \frac{\alpha_{i}x_{i}}{\sum_{i=1}^{3}\alpha_{i}x_{i}} \]
步骤 4:计算各组分的上升蒸汽组成
根据釜液组成xB = 0.1,xT = 0.3,xC = 0.6,计算各组分的上升蒸汽组成:
\[ y_{B} = \frac{2.5 \times 0.1}{2.5 \times 0.1 + 1.0 \times 0.3 + 0.21 \times 0.6} = 0.5637 \]
\[ y_{T} = \frac{1.0 \times 0.3}{2.5 \times 0.1 + 1.0 \times 0.3 + 0.21 \times 0.6} = 0.3570 \]
\[ y_{C} = \frac{0.21 \times 0.6}{2.5 \times 0.1 + 1.0 \times 0.3 + 0.21 \times 0.6} = 0.0793 \]
根据题意,蒸发比V’/W = 1.0,因此L’/V’ = 2.0,L’/W = 2.0。提馏段操作线方程为:
\[ y = \frac{L'}{W}x + \frac{V'}{W}x_{\text{釜液}} \]
步骤 2:计算提馏段操作线方程的参数
由于V’/W = 1.0,L’/W = 2.0,因此提馏段操作线方程为:
\[ y = 2x + x_{\text{釜液}} \]
步骤 3:计算再沸器以上一板的上升蒸汽组成
根据相对挥发度αBT = 2.5,αTT = 1.0,αCT = 0.21,计算再沸器以上一板的上升蒸汽组成:
\[ y_{i} = \frac{\alpha_{i}x_{i}}{\sum_{i=1}^{3}\alpha_{i}x_{i}} \]
步骤 4:计算各组分的上升蒸汽组成
根据釜液组成xB = 0.1,xT = 0.3,xC = 0.6,计算各组分的上升蒸汽组成:
\[ y_{B} = \frac{2.5 \times 0.1}{2.5 \times 0.1 + 1.0 \times 0.3 + 0.21 \times 0.6} = 0.5637 \]
\[ y_{T} = \frac{1.0 \times 0.3}{2.5 \times 0.1 + 1.0 \times 0.3 + 0.21 \times 0.6} = 0.3570 \]
\[ y_{C} = \frac{0.21 \times 0.6}{2.5 \times 0.1 + 1.0 \times 0.3 + 0.21 \times 0.6} = 0.0793 \]