题目
6-6. 有一个轻组分含量为0.400(摩尔分数,下同)、平均相对挥发度-|||-为1.50的理想二组分溶液,经过精馏,要求塔顶组成达到0.950;若为冷液-|||-进料, =1.20, 试求该精馏过程的最小回流比。
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定最小回流比的计算公式
最小回流比的计算公式为：$R_{\text{min}} = \frac{L_{\text{min}}}{D}$，其中$L_{\text{min}}$是理论最小回流流量，$D$是塔顶产品流量。对于理想二组分溶液，最小回流比的计算公式可以简化为：$R_{\text{min}} = \frac{1}{x_{\text{D}} - x_{\text{F}} \cdot \alpha}$，其中$x_{\text{D}}$是塔顶产品的摩尔分数，$x_{\text{F}}$是进料的摩尔分数，$\alpha$是相对挥发度。
步骤 2：代入已知数据
已知$x_{\text{D}} = 0.950$，$x_{\text{F}} = 0.400$，$\alpha = 1.50$。代入公式计算最小回流比。
步骤 3：计算最小回流比
$R_{\text{min}} = \frac{1}{0.950 - 0.400 \cdot 1.50} = \frac{1}{0.950 - 0.600} = \frac{1}{0.350} = 2.857$。
步骤 4：考虑冷液进料的影响
对于冷液进料，最小回流比需要乘以进料热状态参数$8$。已知$8 = 1.20$，因此最小回流比为$R_{\text{min}} = 2.857 \times 1.20 = 3.428$。
步骤 5：四舍五入到小数点后两位
根据题目要求，将最小回流比四舍五入到小数点后两位，得到$R_{\text{min}} = 4.30$。
最小回流比的计算公式为：$R_{\text{min}} = \frac{L_{\text{min}}}{D}$，其中$L_{\text{min}}$是理论最小回流流量，$D$是塔顶产品流量。对于理想二组分溶液，最小回流比的计算公式可以简化为：$R_{\text{min}} = \frac{1}{x_{\text{D}} - x_{\text{F}} \cdot \alpha}$，其中$x_{\text{D}}$是塔顶产品的摩尔分数，$x_{\text{F}}$是进料的摩尔分数，$\alpha$是相对挥发度。
步骤 2：代入已知数据
已知$x_{\text{D}} = 0.950$，$x_{\text{F}} = 0.400$，$\alpha = 1.50$。代入公式计算最小回流比。
步骤 3：计算最小回流比
$R_{\text{min}} = \frac{1}{0.950 - 0.400 \cdot 1.50} = \frac{1}{0.950 - 0.600} = \frac{1}{0.350} = 2.857$。
步骤 4：考虑冷液进料的影响
对于冷液进料，最小回流比需要乘以进料热状态参数$8$。已知$8 = 1.20$，因此最小回流比为$R_{\text{min}} = 2.857 \times 1.20 = 3.428$。
步骤 5：四舍五入到小数点后两位
根据题目要求，将最小回流比四舍五入到小数点后两位，得到$R_{\text{min}} = 4.30$。