题目
(15分)某精馏塔分离 A ,B混合液,料液为含A和B各为50%的饱和液体,处理量为100 kmol.h-,塔顶、塔底的产品量各为 50kmol.h-1,要求塔顶组成Xd = 0.9 (摩尔分率),取回流比为5,间接蒸汽加热,塔顶采用全凝器,试求: (1)塔底产品组成; (2) 塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量; (3)蒸馏釜每小时产生蒸汽量; (4) 提馏段操作线方程式。
(15分)某精馏塔分离 A ,B混合液,料液为含A和B各为50%的饱和液体,处理量为100 kmol.h-,
塔顶、塔底的产品量各为 50kmol.h-1,要求塔顶组成Xd = 0.9 (摩尔分率),取回流比为5,间接蒸汽加
热,塔顶采用全凝器,试求: (1)塔底产品组成; (2) 塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量; (3)蒸馏釜每小时产
生蒸汽量; (4) 提馏段操作线方程式。
题目解答
答案
解:⑴ Fxf=Dxd+Wx w,; 100 0.5=50 0L9+50XW, xw=0.1
-1
⑵ V=(R+1)D=(5+1) 550=300(kmol.h )
-1
⑶ V'=V-(1-q)F=300-0=300(kmol.h -1)
⑷ y(m+1) =L'淪/V'-W >xW/V'=(5 為0+100) xm /300-50 0X1/300⏺
=1.167 xm -0.0167
解析
步骤 1：计算塔底产品组成
根据物料平衡方程，可以计算塔底产品组成。物料平衡方程为：Fxf=Dxd+Wxw，其中F为进料量，xf为进料组成，D为塔顶产品量，xd为塔顶组成，W为塔底产品量，xw为塔底组成。将已知数值代入方程，求解xw。
步骤 2：计算塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量
根据回流比R和塔顶产品量D，可以计算塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量V。回流比R定义为回流量L与塔顶产品量D的比值，即R=L/D。因此，V=(R+1)D。
步骤 3：计算蒸馏釜每小时产生蒸汽量
根据塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量V和进料量F，可以计算蒸馏釜每小时产生蒸汽量V'。由于进料为饱和液体，q=1，因此V'=V-(1-q)F。
步骤 4：计算提馏段操作线方程式
根据回流比R、塔顶产品量D、塔底产品量W和塔底组成xw，可以计算提馏段操作线方程式。提馏段操作线方程式为y(m+1)=L'xm/V'-Wxw/V'，其中L'为提馏段回流量，V'为提馏段蒸汽量。
根据物料平衡方程，可以计算塔底产品组成。物料平衡方程为：Fxf=Dxd+Wxw，其中F为进料量，xf为进料组成，D为塔顶产品量，xd为塔顶组成，W为塔底产品量，xw为塔底组成。将已知数值代入方程，求解xw。
步骤 2：计算塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量
根据回流比R和塔顶产品量D，可以计算塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量V。回流比R定义为回流量L与塔顶产品量D的比值，即R=L/D。因此，V=(R+1)D。
步骤 3：计算蒸馏釜每小时产生蒸汽量
根据塔顶全凝器每小时冷凝蒸汽量V和进料量F，可以计算蒸馏釜每小时产生蒸汽量V'。由于进料为饱和液体，q=1，因此V'=V-(1-q)F。
步骤 4：计算提馏段操作线方程式
根据回流比R、塔顶产品量D、塔底产品量W和塔底组成xw，可以计算提馏段操作线方程式。提馏段操作线方程式为y(m+1)=L'xm/V'-Wxw/V'，其中L'为提馏段回流量，V'为提馏段蒸汽量。