题目

在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物,塔顶为全凝器,塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h,含苯0.4,要求塔顶馏出液中含苯0.9(以上均为摩尔分率),苯的回收率不低于90%,泡点进料,泡点回流。已知=2.5,取回流比为最小回流比的1.5倍。试求:(1)塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw;(2)最小回流比;(3)精馏段操作线方程;(4)提馏段操作线方程;(5)从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少?(6)若改用饱和蒸汽进料,仍用(4)中所用回流比,所需理论板数为多少?

在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物,塔顶为全凝器,塔釜间接蒸汽加热。进料量为1000kmol/h,含苯0.4,要求塔顶馏出液中含苯0.9(以上均为摩尔分率),苯的回收率不低于90%,泡点进料,泡点回流。已知=2.5,取回流比为最小回流比的1.5倍。试求:(1)塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw;(2)最小回流比;(3)精馏段操作线方程;(4)提馏段操作线方程;(5)从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成为多少?(6)若改用饱和蒸汽进料,仍用(4)中所用回流比,所需理论板数为多少?

题目解答

答案

解:(1)塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw;

由 ,得:

W=F- D=1000-400=600kmol/h

又由物料衡算

得

(2)最小回流比;

泡点进料,q=1,

(3) 精馏段操作线方程;

(4) 提馏段操作线方程;

则

(5)从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成

由操作线方程

得

(6)若改用饱和蒸汽进料,仍用(4)中所用回流比,所需理论板数又为多少。

饱和蒸气进料, q=0,

由 得

因 , 故

解析

步骤 1：计算塔顶产品量D、塔底残液量W及组成xw
根据苯的回收率计算塔顶产品量D，再根据物料衡算计算塔底残液量W及组成xw。
步骤 2：计算最小回流比
根据泡点进料的条件，计算最小回流比。
步骤 3：计算精馏段操作线方程
根据回流比计算精馏段操作线方程。
步骤 4：计算提馏段操作线方程
根据提馏段的物料衡算计算提馏段操作线方程。
步骤 5：计算从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成
根据提馏段操作线方程计算从与塔釜相邻的塔板上下降的液相组成。
步骤 6：计算饱和蒸汽进料时的理论板数
根据饱和蒸汽进料的条件，计算理论板数。