题目
在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35(易挥发组分摩尔分率,下同),饱和蒸气加料。塔顶采出率为40%,且已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20,试求:(1).提馏段操作线方程;(2).若塔顶第一板下降的液相组成为0.7,求该板的气相默夫里效率Emv1。
在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35(易挥发组分摩尔分率,下同),饱和蒸气加料。塔顶采出率
为40%,且已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20,试求:
(1).提馏段操作线方程;
(2).若塔顶第一板下降的液相组成为0.7,求该板的气相默夫里效率Emv1。
题目解答
答案
解:
(1).提馏段操作线方程
由精馏段操作线方程知
解得 R=3.0
解得 xD=0.8
设原料液流量F=100kmol/h
则 D=0.4×100=40kmol/h
W=60kmol/h
因q=0,故
L′=L=RD=3×40=120kmol/h
V′=V-(1-q)F=(R+1)D-(1-q)F=4×40-100=60kmol/h
提馏段操作线方程为
(2).板效率Emv1
由默夫里板效率定义知:
其中 y1=xD=0.8
y2=0.75×0.7+0.2=0.725
故
解析
步骤 1：确定精馏段操作线方程参数
由精馏段操作线方程y=0.75x+0.20，可以确定精馏段的回流比R和塔顶产品组成xD。
步骤 2：计算回流比R
根据精馏段操作线方程的斜率$\frac{R}{R+1}=0.75$，解得R=3.0。
步骤 3：计算塔顶产品组成xD
根据精馏段操作线方程的截距$\frac{x_D}{R+1}=0.20$，解得xD=0.8。
步骤 4：计算提馏段操作线方程参数
设原料液流量F=100kmol/h，塔顶采出率D=0.4×100=40kmol/h，塔底采出率W=60kmol/h。根据原料液组成和塔顶产品组成，计算提馏段操作线方程的参数。
步骤 5：计算提馏段操作线方程
根据提馏段操作线方程的参数，计算提馏段操作线方程。
步骤 6：计算气相默夫里效率Emv1
根据默夫里板效率定义，计算气相默夫里效率Emv1。
由精馏段操作线方程y=0.75x+0.20，可以确定精馏段的回流比R和塔顶产品组成xD。
步骤 2：计算回流比R
根据精馏段操作线方程的斜率$\frac{R}{R+1}=0.75$，解得R=3.0。
步骤 3：计算塔顶产品组成xD
根据精馏段操作线方程的截距$\frac{x_D}{R+1}=0.20$，解得xD=0.8。
步骤 4：计算提馏段操作线方程参数
设原料液流量F=100kmol/h，塔顶采出率D=0.4×100=40kmol/h，塔底采出率W=60kmol/h。根据原料液组成和塔顶产品组成，计算提馏段操作线方程的参数。
步骤 5：计算提馏段操作线方程
根据提馏段操作线方程的参数，计算提馏段操作线方程。
步骤 6：计算气相默夫里效率Emv1
根据默夫里板效率定义，计算气相默夫里效率Emv1。