(15分)在一常压精馏塔分离苯和甲苯混合物,塔顶为全凝器,塔釜间接蒸汽加热,平均相对挥发度为2.47,饱和蒸汽进料。已知进料量为200kmol/h,进料组成为0.4(摩尔分率),回流比为6,塔顶馏出液中苯的回收率为0.97,塔釜采出液中甲苯的回收率为0.95。试求:(1)塔顶馏出液及塔釜采出液组成;(2)精馏段操作线方程;(3)回流比与最小回流的比值;(4)若全回流操作时,塔顶第一块塔板的气相默弗里板效率为0.6,全凝器液相组成为0.98,求由塔顶第二块板上升的气相组成?

解:(1)塔顶馏出液及塔釜采出液组成;

由 (a)

(b)

F=D+W+150 (c)

(d)

联立(a)、(b)、(c)和(d)求解得:

W=87.3kmol/h, D=62.7kmol/h

xW=0.0206, xD=0.928

(2)精馏段操作线方程;

(3)提馏段操作线方程;

饱和蒸气进料,故 q=0 ,

则

(4)回流比与最小回流比的比值;

q=0,

由 得

,

(5)求由塔顶第二块板上升的气相组成。

,

而 全回流时,

, 代入上式可得: