题目
6-7 在一连续精馏塔中分离苯-氯仿混合液,要求馏出液中轻组分含量为0.96(摩尔分数,下同)的苯。-|||-进料量为 /h, 进料中苯含量为0.45,残液中苯含量为0.1,回流比为3.0,泡点进料。试求:-|||-(1)从冷凝器回流至塔顶的回流液量和自塔釜上升的蒸气摩尔流量;(2)写出精馏段、提馏段操作线-|||-方程。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算回流液量
根据题目，回流比为3.0，即回流液量与馏出液量之比为3:1。设馏出液量为D，则回流液量为3D。由于进料量为75kmol/h，且进料中苯含量为0.45，残液中苯含量为0.1，可以利用物料平衡计算馏出液量D。
步骤 2：计算自塔釜上升的蒸气摩尔流量
根据物料平衡，自塔釜上升的蒸气摩尔流量等于进料量减去残液量。由于残液中苯含量为0.1，可以计算残液量，进而得到自塔釜上升的蒸气摩尔流量。
步骤 3：写出精馏段、提馏段操作线方程
根据回流比和进料状态，可以写出精馏段和提馏段的操作线方程。精馏段操作线方程为y = R/(R+1)x + D/(R+1)，提馏段操作线方程为y = (L'/L)x - (L'/L)(x_F - x_D)/(1 - x_F)，其中R为回流比，L'为提馏段上升的蒸气摩尔流量，L为精馏段下降的液体摩尔流量，x_F为进料中轻组分的摩尔分数，x_D为馏出液中轻组分的摩尔分数。
根据题目，回流比为3.0，即回流液量与馏出液量之比为3:1。设馏出液量为D，则回流液量为3D。由于进料量为75kmol/h，且进料中苯含量为0.45，残液中苯含量为0.1，可以利用物料平衡计算馏出液量D。
步骤 2：计算自塔釜上升的蒸气摩尔流量
根据物料平衡，自塔釜上升的蒸气摩尔流量等于进料量减去残液量。由于残液中苯含量为0.1，可以计算残液量，进而得到自塔釜上升的蒸气摩尔流量。
步骤 3：写出精馏段、提馏段操作线方程
根据回流比和进料状态，可以写出精馏段和提馏段的操作线方程。精馏段操作线方程为y = R/(R+1)x + D/(R+1)，提馏段操作线方程为y = (L'/L)x - (L'/L)(x_F - x_D)/(1 - x_F)，其中R为回流比，L'为提馏段上升的蒸气摩尔流量，L为精馏段下降的液体摩尔流量，x_F为进料中轻组分的摩尔分数，x_D为馏出液中轻组分的摩尔分数。