题目
某连续操作精馏塔,分离苯-甲苯混和液,原料中含苯45%,馏出液中含苯95%,残液中含甲苯95%(以上均为摩尔分数)。塔顶全凝器每小时全凝28000kg蒸汽,液体在泡点下回流。提馏段回流液量为470kmol/h,原料液于泡点进料。求:(1)釜残液和馏出液的流量(W和D);(2)回流比R
某连续操作精馏塔,分离苯-甲苯混和液,原料中含苯45%,馏出液中含苯95%,残液中含甲苯95%(以上均为摩尔分数)。塔顶全凝器每小时全凝28000kg蒸汽,液体在泡点下回流。提馏段回流液量为470kmol/h,原料液于泡点进料。求:(1)釜残液和馏出液的流量(W和D);(2)回流比R
题目解答
答案
解:(1)求釜残液流量W,馏出液流量D
①M苯=78,M甲苯=92。泡点进料q=1,此时V=V’,V即等于全凝器冷凝蒸汽量,故
(2分)
式中
=78×0.95+92×(1-0.95)=78.7kg/kmol(1分)
kmol/h(1分)
②由提馏段物料衡算可求出W
kmol/h(1分)
③由全塔物料衡算求D
F=D+W
(2分)式中,xF=0.45,xD=0.95
=1-0.95=0.05,W=114.2kmol/h
联立求解:F=D+114.2
0.45F=0.95D+114.2×0.05 可解出D=91.4kmol/h及F=205.6kmol/h(2分)
(2)求R
(2分)
解析
步骤 1：计算全凝器冷凝蒸汽量
根据题目，塔顶全凝器每小时全凝28000kg蒸汽，液体在泡点下回流。泡点进料q=1，此时V=V'，V即等于全凝器冷凝蒸汽量。计算V的值。
步骤 2：计算馏出液流量D
由全塔物料衡算求D，F=D+W，F·xF=D·xD+W·xW，式中，xF=0.45，xD=0.95，xW=0.05，W=114.2kmol/h，联立求解F和D。
步骤 3：计算釜残液流量W
由提馏段物料衡算可求出W，W=L'-V'=L'-V=470-355.8=114.2kmol/h。
步骤 4：计算回流比R
$R=\dfrac {L}{D}=\dfrac {V-D}{D}=\dfrac {355.8-91.4}{91.4}=2.89$
根据题目，塔顶全凝器每小时全凝28000kg蒸汽，液体在泡点下回流。泡点进料q=1，此时V=V'，V即等于全凝器冷凝蒸汽量。计算V的值。
步骤 2：计算馏出液流量D
由全塔物料衡算求D，F=D+W，F·xF=D·xD+W·xW，式中，xF=0.45，xD=0.95，xW=0.05，W=114.2kmol/h，联立求解F和D。
步骤 3：计算釜残液流量W
由提馏段物料衡算可求出W，W=L'-V'=L'-V=470-355.8=114.2kmol/h。
步骤 4：计算回流比R
$R=\dfrac {L}{D}=\dfrac {V-D}{D}=\dfrac {355.8-91.4}{91.4}=2.89$