题目
-2. 在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液。原料液流量为-|||-cdot (h)^-1, 组成为0.3(易挥发组分的摩尔分数,下同),泡点进料,馏出-|||-液组成为0.95,残液组成为0.05,操作回流比为3.5,试求:-|||-(1)搭顶和塔底产品流量, cdot (h)^-1;-|||-(2)精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量, cdot (h)^-1

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定塔顶和塔底产品流量
根据物料平衡,原料液流量为 $100kmol\cdot {h}^{-1}$,组成为0.3。设塔顶产品流量为 $D$,塔底产品流量为 $W$。由于是泡点进料,进料热状态参数 $q=1$。根据物料平衡方程:
$$
F = D + W
$$
其中 $F$ 为原料液流量,$D$ 为塔顶产品流量,$W$ 为塔底产品流量。根据组分平衡方程:
$$
xF = yD + xW
$$
其中 $x$ 为原料液中易挥发组分的摩尔分数,$y$ 为塔顶产品中易挥发组分的摩尔分数,$x$ 为塔底产品中易挥发组分的摩尔分数。将已知数据代入上述方程,解得 $D$ 和 $W$。
步骤 2:计算精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量
根据操作回流比 $R=3.5$,可以计算出精馏段的上升蒸气流量 $V$ 和下降液体流量 $L$。根据物料平衡方程:
$$
L = R \cdot D
$$
$$
V = L + D
$$
其中 $L$ 为下降液体流量,$V$ 为上升蒸气流量。将已知数据代入上述方程,解得 $L$ 和 $V$。
步骤 3:计算提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量
根据物料平衡方程:
$$
V = V' + F
$$
$$
L' = L + F
$$
其中 $V'$ 为提馏段的上升蒸气流量,$L'$ 为提馏段的下降液体流量。将已知数据代入上述方程,解得 $V'$ 和 $L'$。
根据物料平衡,原料液流量为 $100kmol\cdot {h}^{-1}$,组成为0.3。设塔顶产品流量为 $D$,塔底产品流量为 $W$。由于是泡点进料,进料热状态参数 $q=1$。根据物料平衡方程:
$$
F = D + W
$$
其中 $F$ 为原料液流量,$D$ 为塔顶产品流量,$W$ 为塔底产品流量。根据组分平衡方程:
$$
xF = yD + xW
$$
其中 $x$ 为原料液中易挥发组分的摩尔分数,$y$ 为塔顶产品中易挥发组分的摩尔分数,$x$ 为塔底产品中易挥发组分的摩尔分数。将已知数据代入上述方程,解得 $D$ 和 $W$。
步骤 2:计算精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量
根据操作回流比 $R=3.5$,可以计算出精馏段的上升蒸气流量 $V$ 和下降液体流量 $L$。根据物料平衡方程:
$$
L = R \cdot D
$$
$$
V = L + D
$$
其中 $L$ 为下降液体流量,$V$ 为上升蒸气流量。将已知数据代入上述方程,解得 $L$ 和 $V$。
步骤 3:计算提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量
根据物料平衡方程:
$$
V = V' + F
$$
$$
L' = L + F
$$
其中 $V'$ 为提馏段的上升蒸气流量,$L'$ 为提馏段的下降液体流量。将已知数据代入上述方程,解得 $V'$ 和 $L'$。