题目
某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,且塔顶产品量为100kmol.h,则馏出液组成x=_________,塔顶上升蒸气量V=_______.
某连续精馏塔, 已知其精馏段操作线方程为y=0.80x+0.172,且塔顶产品量为100kmol.h,则馏出液组成x=_________,塔顶上升蒸气量V=_______.
题目解答
答案
0.86 500kmol.h
解析
考查要点:本题主要考查精馏段操作线方程的应用,以及回流比、塔顶产品量与上升蒸气量之间的关系。
解题核心思路:
- 识别操作线方程的参数:将题目给出的精馏段操作线方程与标准形式对比,确定回流比$R$和塔顶产品组成$x_D$。
- 计算回流比$R$:通过方程系数直接求解。
- 求解塔顶产品组成$x_D$:利用常数项与$R$的关系计算。
- 计算上升蒸气量$V$:结合回流比定义和物料平衡关系,推导出$V$的表达式。
破题关键点:
- 操作线方程的标准形式:$y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_D}{R+1}$。
- 回流比与蒸气量的关系:$V = L + D$,其中$L = R \cdot D$。
步骤1:确定回流比$R$和塔顶产品组成$x_D$
精馏段操作线方程的标准形式为:
$y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_D}{R+1}$
题目给出的方程为:
$y = 0.80x + 0.172$
对比系数可得:
- $\frac{R}{R+1} = 0.80$
解得:$R = 4$。 - $\frac{x_D}{R+1} = 0.172$
代入$R=4$,得:$x_D = 0.172 \cdot (4+1) = 0.86$。
步骤2:计算塔顶上升蒸气量$V$
根据回流比定义$R = \frac{L}{D}$,其中$L$为回流量,$D$为塔顶产品量($D=100$ kmol/h),可得:
$L = R \cdot D = 4 \cdot 100 = 400 \, \text{kmol/h}$
塔顶上升蒸气量$V$由回流量$L$和塔顶产品$D$组成:
$V = L + D = 400 + 100 = 500 \, \text{kmol/h}$