题目
1-17 一常压连续精馏塔分离某二元理想混合液,已知塔顶为泡点回流,进料为饱和液体,其组成为0.46-|||-(易挥发组分的摩尔分数,下同),该系统的相对挥发度为 =2.5 测得精馏段第n块塔板(实际板,-|||-下同)的气、液相组成分别为 _(n)=0.83, _(n)=0.70, 相邻上层塔板的液相组成为 _(n-1)=0.77, 相邻-|||-下层塔板的气相组成为 _(n+1)=0.78, 试求:(1)精馏段操作线方程;(2)最小回流比;(3)精馏段-|||-第n块塔板的气相默弗里效率EMv,n。
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定精馏段操作线方程
精馏段操作线方程为：$y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_D}{R+1}$，其中 $R$ 是回流比，$x_D$ 是塔顶产品组成。由于题目中没有给出塔顶产品组成，我们可以通过相邻塔板的气液相组成来确定操作线方程。根据题意，相邻上层塔板的液相组成为 $x_{n-1}=0.77$，相邻下层塔板的气相组成为 $y_{n+1}=0.78$，而第n块塔板的气相组成为 $y_n=0.83$，液相组成为 $x_n=0.70$。因此，我们可以用相邻塔板的气液相组成来确定操作线方程。
步骤 2：计算最小回流比
最小回流比 $R_{min}$ 可以通过相对挥发度 $\alpha$ 和进料组成 $x_F$ 来计算。对于二元理想混合液，最小回流比的计算公式为：$R_{min} = \frac{\alpha x_F - x_F}{x_D - \alpha x_F}$，其中 $x_D$ 是塔顶产品组成。由于题目中没有给出塔顶产品组成，我们可以通过相对挥发度 $\alpha$ 和进料组成 $x_F$ 来计算最小回流比。
步骤 3：计算精馏段第n块塔板的气相默弗里效率
气相默弗里效率 $E_{MN},n$ 可以通过相邻塔板的气液相组成来计算。根据题意，相邻上层塔板的液相组成为 $x_{n-1}=0.77$，相邻下层塔板的气相组成为 $y_{n+1}=0.78$，而第n块塔板的气相组成为 $y_n=0.83$，液相组成为 $x_n=0.70$。因此，我们可以用相邻塔板的气液相组成来计算气相默弗里效率。
精馏段操作线方程为：$y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_D}{R+1}$，其中 $R$ 是回流比，$x_D$ 是塔顶产品组成。由于题目中没有给出塔顶产品组成，我们可以通过相邻塔板的气液相组成来确定操作线方程。根据题意，相邻上层塔板的液相组成为 $x_{n-1}=0.77$，相邻下层塔板的气相组成为 $y_{n+1}=0.78$，而第n块塔板的气相组成为 $y_n=0.83$，液相组成为 $x_n=0.70$。因此，我们可以用相邻塔板的气液相组成来确定操作线方程。
步骤 2：计算最小回流比
最小回流比 $R_{min}$ 可以通过相对挥发度 $\alpha$ 和进料组成 $x_F$ 来计算。对于二元理想混合液，最小回流比的计算公式为：$R_{min} = \frac{\alpha x_F - x_F}{x_D - \alpha x_F}$，其中 $x_D$ 是塔顶产品组成。由于题目中没有给出塔顶产品组成，我们可以通过相对挥发度 $\alpha$ 和进料组成 $x_F$ 来计算最小回流比。
步骤 3：计算精馏段第n块塔板的气相默弗里效率
气相默弗里效率 $E_{MN},n$ 可以通过相邻塔板的气液相组成来计算。根据题意，相邻上层塔板的液相组成为 $x_{n-1}=0.77$，相邻下层塔板的气相组成为 $y_{n+1}=0.78$，而第n块塔板的气相组成为 $y_n=0.83$，液相组成为 $x_n=0.70$。因此，我们可以用相邻塔板的气液相组成来计算气相默弗里效率。