一连续精馏塔分离二元理想混合液,已知精馏段第n块塔板(实际板)的汽、液组成分别为0.83和0.70,相邻上层塔板的液相组成为0.77,而相邻下层塔板的汽相组成为0.78(以上均为易挥发组分的摩尔分数,下同)。塔顶为泡点回流,进料为饱和液体,其组成为0.46。相对挥发度为2.5。若已知塔顶与塔底产量比为2/3,试求:(1)精馏段第n板的液相默弗里板效率;(2)精馏段操作线方程;(3)提馏段操作线方程;(4)最小回流比;(5)若改用饱和蒸汽进料,操作回流比不变,所需的塔板数为多少?***答案***

解:(1) 液相默弗里板效率

则

(2) 将题目所给条件分别带入精馏段操作线方程得到两个方程,联立求解可得

即:

解得:

则精馏段操作线方程为:

(3) 要求提馏段操作线方程,须先求釜液组成及两操作线在回流比时的交点坐标和。

已知

∵ ∴

解得:

∵ ∴

则

有两点求直线的方法可求得提馏段操作线方程:

化简得:

(4)∵, ∴ 代入相平衡方程求得

(5)饱和蒸汽进料,回流比不变,达到相同的分离要求,值越小,越大。

∵, ∴

则

∵

∴ 即使塔板无穷多也不能达到分离要求。