题目
8.某连续精馏操作中,已知操作线方程式:精馏段 =0.723x+0.263; 提馏段 =1.25x-0.0187 若原料-|||-液于露点温度下进入精馏塔中,试求原料液、馏出液和釜残液的组成及回流比。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查精馏操作线方程的应用及物料平衡计算,涉及回流比、馏出液、釜残液组成及原料液组成的求解。
解题核心思路:
- 精馏段操作线方程:通过方程系数直接求解回流比$R$和馏出液组成$x_D$。
- 提馏段操作线方程:结合露点进料($q=0$)条件,建立流量关系并求解釜残液组成$x_W$。
- 物料平衡:利用总物料平衡和组分平衡方程联立求解原料液组成$x_p$。
破题关键点:
- 操作线方程系数对应:将方程系数与理论公式对比,建立方程求解参数。
- 流量关系推导:通过$q=0$简化提馏段方程,联立求解$L$与$W$的关系。
- 联立方程求解:结合回流比、流量关系及物料平衡,逐步代入求解。
1. 求回流比$R$和馏出液组成$x_D$
精馏段操作线方程为:
$y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_D}{R+1}$
与题目方程$y=0.723x+0.263$对比:
- 系数对应:
$\frac{R}{R+1} = 0.723 \quad \Rightarrow \quad R = \frac{0.723}{1-0.723} \approx 2.61$
$\frac{x_D}{R+1} = 0.263 \quad \Rightarrow \quad x_D = 0.263 \times (2.61+1) \approx 0.95$
2. 求釜残液组成$x_W$
提馏段操作线方程为:
$y = \frac{L}{L-W}x - \frac{W x_W}{L-W}$
与题目方程$y=1.25x-0.0187$对比:
- 系数对应:
$\frac{L}{L-W} = 1.25 \quad \Rightarrow \quad L = 5W$
$\frac{W x_W}{L-W} = 0.0187 \quad \Rightarrow \quad x_W = \frac{0.0187 \times (L-W)}{W} = \frac{0.0187 \times 4W}{W} = 0.0748$
3. 求原料液组成$x_p$
- 流量关系:$L = RD = 2.61D$,$W = \frac{L}{5} = 0.522D$,总流量$F = D + W = 1.522D$。
- 组分平衡:
$F x_p = D x_D + W x_W \quad \Rightarrow \quad 1.522D x_p = 0.95D + 0.522D \times 0.0748$
解得:
$x_p = \frac{0.95 + 0.522 \times 0.0748}{1.522} \approx 0.65$