题目
作业：某精馏塔用于分离苯—甲苯混合液，泡点进料，已知进料量F = 30kmol/h，进料中甲苯的摩尔分率为0.6，塔顶、塔底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度为alpha = 2.40，试求：(1) 塔顶产品量D和塔底产品量W，kmol/h；(2) 精馏段操作线方程；(3) 塔顶设全凝器，各塔板视为理论板，求离开第二块塔板的蒸汽和液体组成。
作业：某精馏塔用于分离苯—甲苯混合液，泡点进料，已知进料量$F = 30kmol/h$，进料中甲苯的摩尔分率为0.6，塔顶、塔底产品中苯的摩尔分率分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下可取系统的平均相对挥发度为$\alpha = 2.40$，试求：
(1) 塔顶产品量$D$和塔底产品量$W$，$kmol/h$；
(2) 精馏段操作线方程；
(3) 塔顶设全凝器，各塔板视为理论板，求离开第二块塔板的蒸汽和液体组成。
题目解答
答案
1. 根据物料平衡：
\[
D = \frac{9}{0.85} \approx 10.59 \, \text{kmol/h}, \quad W = 30 - D \approx 19.41 \, \text{kmol/h}
\]
2. 最小回流比 $ R_{\min} \approx 1.553 $，实际回流比 $ R = 1.5 R_{\min} \approx 2.33 $。
精馏段操作线方程为：
\[
y = 0.70 x + 0.285
\]
3. 塔顶 $ y_1 = 0.95 $，$ x_1 \approx 0.8878 $。
第二块塔板：
\[
y_2 = 0.70 \times 0.8878 + 0.285 \approx 0.9065
\]
\[
x_2 = \frac{0.9065}{1.1309} \approx 0.8017
\]
最终结果：
1. $ D \approx 10.59 \, \text{kmol/h} $，$ W \approx 19.41 \, \text{kmol/h} $。
2. $ y = 0.70 x + 0.285 $。
3. $ y_2 \approx 0.9065 $，$ x_2 \approx 0.8017 $。