题目
某连续精馏塔中,进料组成为0.35,要求馏出液组成达到0.93(以上为摩尔分率),泡点进料,系统的平均相对挥发度α=2.44,此时的最小回流比为( )A. 1.75B. 1.66C. 1.52
某连续精馏塔中,进料组成为0.35,要求馏出液组成达到0.93(以上为摩尔分率),泡点进料,系统的平均相对挥发度α=2.44,此时的最小回流比为( )
A. 1.75
B. 1.66
C. 1.52
题目解答
答案
B. 1.66
解析
本题考查连续精馏塔最小回流比的计算,解题思路是先根据泡点进料确定进料热状况参数,再利用相平衡方程求出与进料组成成平衡的气相组成,最后代入最小回流比计算公式进行计算。
- 确定进料热状况参数 $q$:
- 因为是泡点进料,即进料为饱和液体,根据进料热状况参数的定义,泡点进料时 $q = 1$。
- 根据相平衡方程求出与进料组成成平衡的气相组成 $y_q$:
- 相平衡方程为 $y=\frac{\alpha x}{1 + (\alpha - 1)x}$,其中 $\alpha$ 为平均相对挥发度,$x$ 为液相组成,$y$ 为与液相组成成平衡的气相组成。
- 已知进料组成 $x_F = 0.35$,平均相对挥发度 $\alpha = 2.44$,将其代入相平衡方程可得:
$\begin{align*}y_q&=\frac{\alpha x_F}{1 + (\alpha - 1)x_F}\\&=\frac{2.44\times0.35}{1 + (2.44 - 1)\times0.35}\\&=\frac{0.854}{1 + 1.44\times0.35}\\&=\frac{0.854}{1 + 0.504}\\&=\frac{0.854}{1.504}\\&\approx0.568\end{align*}$
- 计算最小回流比 $R_{min}$:
- 最小回流比的计算公式为 $R_{min}=\frac{x_D - y_q}{y_q - x_q}$,当 $q = 1$ 时,$x_q = x_F$。
- 已知馏出液组成 $x_D = 0.93$,$y_q\approx0.568$,$x_q = x_F = 0.35$,将其代入公式可得:
$\begin{align*}R_{min}&=\frac{x_D - y_q}{y_q - x_q}\\&=\frac{0.93 - 0.568}{0.568 - 0.35}\\&=\frac{0.362}{0.218}\\&\approx1.66\end{align*}$