n 1x-|||-5-3 某混合液含易挥发组分的摩尔分数为0.24,在泡点状态下连续送入精馏塔。塔顶馏出液组成为-|||-0.95,金液组成为0.03(均为易挥发组分的摩尔分数)。设混合物在塔内满足恒摩尔流条件。试求:(1)^2-|||-顶产品的采出率 ykparallel F; (2)采用回流比 R=2 时,精馏段的液气比 L/V 及提馏段的气液比 overrightarrow (V)bot overrightarrow (l); (3)采用-|||-R=4 时,求 及工/V。[答案:(1)0.228;(2)0.667,0.47;(3)0.]

步骤 1：物料衡算
根据物料衡算，塔顶馏出液和釜液的摩尔分数分别为0.95和0.03，而进料的摩尔分数为0.24。设塔顶馏出液的流量为D，釜液的流量为W，进料的流量为F。根据物料衡算，有：
$$ D + W = F $$
$$ 0.95D + 0.03W = 0.24F $$
步骤 2：求解塔顶产品的采出率
将 $W = F - D$ 代入第二个方程，得到：
$$ 0.95D + 0.03(F - D) = 0.24F $$
化简后得到：
$$ 0.92D = 0.21F $$
因此，塔顶产品的采出率 $D/F$ 为：
$$ \frac{D}{F} = \frac{0.21}{0.92} = 0.228 $$
步骤 3：求解精馏段的液气比 L/V
已知回流比 R=2，根据恒摩尔流条件，精馏段的液气比 L/V 为：
$$ \frac{L}{V} = \frac{RD}{(R+1)D} = \frac{2}{3} = 0.667 $$
步骤 4：求解提馏段的气液比 $\overline{V}/\overline{L}$
由于进料热状态为泡点状态下连续进料，故进料热状态参数 q=1，因此提馏段的气液比 $\overline{V}/\overline{L}$ 为：
$$ \overline{L} = L + qF = RD + F $$
$$ \overline{V} = V - (1-q)F = (R+1)D $$
因此，提馏段的气液比 $\overline{V}/\overline{L}$ 为：
$$ \frac{\overline{V}}{\overline{L}} = \frac{(R+1)D}{RD + F} = \frac{3D}{2D + F} $$
将 $D/F = 0.228$ 代入上式，得到：
$$ \frac{\overline{V}}{\overline{L}} = \frac{3 \times 0.228}{2 \times 0.228 + 1} = 0.47 $$
步骤 5：求解 R=4 时的 L/V 和 $\overline{V}/\overline{L}$
当回流比 R=4 时，精馏段的液气比 L/V 为：
$$ \frac{L}{V} = \frac{RD}{(R+1)D} = \frac{4}{5} = 0.8 $$
提馏段的气液比 $\overline{V}/\overline{L}$ 为：
$$ \frac{\overline{V}}{\overline{L}} = \frac{(R+1)D}{RD + F} = \frac{5D}{4D + F} $$
将 $D/F = 0.228$ 代入上式，得到：
$$ \frac{\overline{V}}{\overline{L}} = \frac{5 \times 0.228}{4 \times 0.228 + 1} = 1.68 $$