题目
在一连续精馏塔中分离某二元混合液,馏出液浓度为0.94,釜液浓度0.04(均为摩尔分率)。进料线方程为 y = 6x -1.5 ,平均相对挥发度为2 ;操作回流比为最小回流比的1.6倍。试求:(1)精馏段操作线方程(2)提馏段操作线方程(以100Kmol/h进料为基准)
在一连续精馏塔中分离某二元混合液,馏出液浓度为0.94,釜液浓度0.04(均为摩尔分率)。进料线方程为 y = 6x -1.5 ,平均相对挥发度为2 ;操作回流比为最小回流比的1.6倍。试求:
(1)精馏段操作线方程
(2)提馏段操作线方程(以100Kmol/h进料为基准)
题目解答
答案
解:(1)求平衡线与q线交点坐标为(0.333,0.5),再结合xD
得Rmin =2.635 ,R = 4.216,
于是,精馏线方程为:y=0.808x+0.18
(2) 由全塔物料衡算得: D=28.9,W=71.1
L/ =L+qF ; V/ =V+(q-1)F .q/(q-1)=6,q=1.2
代入:L/ = 241.8 ,V/ = 170.7 于是: y=1.417x-0.0167
解析
步骤 1：确定最小回流比
根据题意，进料线方程为 y = 6x - 1.5，平衡线方程为 y = αx / (1 + (α - 1)x)，其中α为平均相对挥发度，α = 2。将进料线方程与平衡线方程联立，求解交点坐标，得到交点坐标为(0.333, 0.5)。再结合馏出液浓度xD = 0.94，可以求得最小回流比Rmin = 2.635。
步骤 2：计算操作回流比
操作回流比为最小回流比的1.6倍，即R = 1.6 * Rmin = 1.6 * 2.635 = 4.216。
步骤 3：确定精馏段操作线方程
精馏段操作线方程为y = (R / (R + 1))x + (xD / (R + 1))，将R = 4.216，xD = 0.94代入，得到精馏段操作线方程为y = 0.808x + 0.18。
步骤 4：确定提馏段操作线方程
由全塔物料衡算得：D = 28.9，W = 71.1。根据进料线方程y = 6x - 1.5，可以求得q = 1.2。再根据L/ = L + qF，V/ = V + (q - 1)F，代入L/ = 241.8，V/ = 170.7，得到提馏段操作线方程为y = 1.417x - 0.0167。
根据题意，进料线方程为 y = 6x - 1.5，平衡线方程为 y = αx / (1 + (α - 1)x)，其中α为平均相对挥发度，α = 2。将进料线方程与平衡线方程联立，求解交点坐标，得到交点坐标为(0.333, 0.5)。再结合馏出液浓度xD = 0.94，可以求得最小回流比Rmin = 2.635。
步骤 2：计算操作回流比
操作回流比为最小回流比的1.6倍，即R = 1.6 * Rmin = 1.6 * 2.635 = 4.216。
步骤 3：确定精馏段操作线方程
精馏段操作线方程为y = (R / (R + 1))x + (xD / (R + 1))，将R = 4.216，xD = 0.94代入，得到精馏段操作线方程为y = 0.808x + 0.18。
步骤 4：确定提馏段操作线方程
由全塔物料衡算得：D = 28.9，W = 71.1。根据进料线方程y = 6x - 1.5，可以求得q = 1.2。再根据L/ = L + qF，V/ = V + (q - 1)F，代入L/ = 241.8，V/ = 170.7，得到提馏段操作线方程为y = 1.417x - 0.0167。