题目

用一精馏塔分离二元液体混合物,进料量 100kmol/h ,易挥发组分 xF=0.5 ,泡点进料,得塔顶产品 xD=0.9 ,塔底釜液 xW=0.05 (皆摩尔分率) ,操作回流比 R=1.61 ,该物系平均相对挥发度α =2.25 ,塔顶为全凝器,求:(1)塔顶和塔底的产品量( kmol/h );(2)第一块塔板下降的液体组成x1 为多少;

用一精馏塔分离二元液体混合物,进料量 100kmol/h ,易挥发组分 xF=0.5 ,泡点进料,得塔顶产品 xD=0.9 ,塔底釜液 xW=0.05 (皆摩尔分率) ,操作回流比 R=1.61 ,该物系平均相对

挥发度α =2.25 ,塔顶为全凝器,求:

(1)塔顶和塔底的产品量( kmol/h );

(2)第一块塔板下降的液体组成x1 为多少;

题目解答

答案

解:( 1)塔顶和塔底的产品量( kmol/h );

F=D+W=100 ( 1)

D 0.9 W 0.05 Fx F 100 0.5 50 (2)

上述两式联立求解得 W=47.06kmol/h D=52.94kmol/h

(2)第一块塔板下降的液体组成 x1 为多少;

因塔顶为全凝器，

xD

y1

x1

(

1)x1

1

y1

0.9

0.80

x1

1) y1

2.25

1.25

(

0.9

(3)写出提馏段操作线数值方程;

V V (R 1)D 2.61 52.94 138.17

L

L

qF

RD

F

1.61

52.94

100 185.23

ym 1

L

xm

WxW

185.23 xm

47.06

0.05

则

V

V

138.17

138.17

1.34xm

0.017

（4）最小回流比。

泡点进料， q=1,

xq

xF

0.5

yq

xq

2.25

0.5

1 (

1)xq

1

1.25

0.692

0.5

Rmin

xD

yq

0.9

0.692

yq

xq

1.083

0.692 0.5

解析

步骤 1：确定塔顶和塔底的产品量
根据物料平衡，进料量等于塔顶产品量和塔底产品量之和。同时，根据易挥发组分的摩尔分率，可以建立另一个方程来求解塔顶和塔底的产品量。
步骤 2：计算第一块塔板下降的液体组成
由于塔顶为全凝器，塔顶的液体组成等于塔顶的易挥发组分摩尔分率。利用相对挥发度和塔顶的易挥发组分摩尔分率，可以计算出第一块塔板下降的液体组成。