【化工原理 课件】第一章 精馏第8次课

1 1 在连续精馏塔中 分离某二元理想溶液 进料为汽 液混合物进料 进料中气相组成为0 428 液相组成为0 272 进料平均组成xf 0 35 假定进料中汽 液相达到平衡 要求塔顶组成为0 93 以上均为摩尔分率 料液中易挥发组分的96 进入馏出液中 取回流比为最小回流比的1 242倍 试计算 1 塔底产品组成 2 写出精馏段方程 3 写出提馏段方程 2 解题思路 3 解题过程 4 5 6 7 8 常压下用连续精馏塔分离含苯44 的苯一甲苯混合物 进料为泡点液体 进料流率取100kmol h为计算基准 要求馏出液中含苯不小于94 釜液中含苯不大于8 以上均为摩尔百分率 设该物系为理想溶液 相对挥发度为2 47 塔顶设全凝器 泡点回流 选用的回流比为3 试计算精馏塔两端产品的流率及所需的理论塔板数 由全塔物料衡算 F W DFxf WxW DxD将已知值代入 可解得D 41 86kmol h W 58 14kmol h精馏段操作方程为提馏段操作方程为泡点液体进料时q 1 故提馏段操作方程为 9 相平衡方程为对于泡点进料 xq xF 0 4设由塔顶开始计算 第1块板上升汽组成y1 xD 0 94x1由相平衡方程求得y2由精馏操作线方程求得如此逐级往下计算 可得NT 9 包釜 X2 0 7532 相平衡方程 10 精馏塔具有一块实际板 原料预热至泡点 由塔顶连续加入 原料组成xf 0 2 摩尔分率 下同 塔顶易挥发组分回收率为80 且塔顶组成xD 0 28 系统的平均相对挥发度 2 5 假定塔内汽 液摩尔流率恒定 塔釜可视为一块理论板 试求该实际板的板效率 11 12 13 此题复习率平衡线方程 回收率的概念 全塔物料衡算 板效率的计算等本题的难点 如何求x1和y1 x1可以通过对第一板进行物料衡算求得 Fx0 Dy2 Dy1 Fx1也通过对第二板 加热釜 进行物料衡算求 Fx1 Dy2 WxW 14 某混合物在一常压连续精馏塔进行分离 进料中轻组分A含量为0 4 mol分率 下同 流量为100Kmol h 要求塔顶馏出液中含A0 9 A的回收率不低于0 9 泡点进料 取回流比为最小回流比的1 5倍 塔釜间接蒸汽加热 且知系统的相对挥发度为 2 5 试求塔顶产品量D 塔底产品量W及组成XW最小回流比精馏段和提馏段操作线方程操作时 若第一块板下降的液体中含苯0 8 求该板的汽相默弗里板效率Emv 15 解 xf 0 4 F 100kmol h xD 0 9 0 9 R 1 5Rmin 2 5 q 11 DXD Fxf D 0 9 100 0 4 0 9D 40kmol hW F D 100 40 60kmol hXW Fxf DXD W 100 0 4 40 0 9 60 0 06672 Rmin 1 Rmin XD yq XD Xq q 1Xq Xf 0 4yq yq 1 1 xq 0 625Rmin 1 222R 1 5 1 222 1 833 16 3 精馏操作线y R 1 R XD 1 R 1 833x 2 833 0 6470 x 0 3177提馏线操作线y L x V Wxw V v 1 R D 2 833X40 113 32Kmol hL RD 73 32Kmol hL L qF 73 32 100 173 32Kmol hV V 113 32Kmol hy 1 5293x 0 03534 Emv1 y1 y2 y 1 y2 y1 xD 0 09y 1 x1 1 1 x1 2 5x0 8 1 1 5x0 8 0 9091y2 0 6470 x1 0 3177 0 8353Emv1 87 64 17 1 精馏操作的分离依据为 精馏与蒸镏的区别在于 2 设计求取精馏理论板时 以过两操作线交点的那块板作为最佳加料板位置时 所需理论板数最少 其原因是 3 精馏塔操作时 若操作从最佳位置上移二块 则XD Xw 不确定 4 精馏塔设计时 若F xF xD xW V 均为定值 现将进料热状态从q 1变为q 1 则所需理论板数将 5 恒沸精馏与萃取精馏主要针对和的物系 采用加入第三组分的办法 以改变原物系的 填空题 18 6 在全回流下 进入第四块理论板 板序由塔顶往下数 的液相组成为0 72 mol分率 下同 则流出第四块理论板的液相组成为 进入第四块理论板的汽相组成为 该物系 2 7 精馏塔塔顶理论板上离开的汽相露点温度为t4 离开的液相泡点温度为t3 塔底某理论板上汽相露点温度为t2 汽相泡点温度为t1 存在以下关系 A t4 t3 t2 t1B t4 t3 t2 t1C t4 t3 t2 t1D t4 t3 t2 t1E t4 t3 t2 t18 某两元混合物的理想物系用精馏分离 进料为100Kmol h Xf 0 6 要求塔顶产品浓度不小于0 9 以上均为mol分率 则即使该塔有足够的分离能力 塔顶最大产品量为 A 60Kmol hB 66 7Kmol hC 90Kmol hD 不确定 9 连续精镏塔设计时 如果将泡点回流改为冷液回流 其它设计条件不变 则所需理论塔板数将 A 多B 小C 不变D 无法定 19 填空题参考答案1 相对挥发度 不同 回流 2 返混最小 效率最高 3 XD Xw 4 Ne 5 恒沸物体系和相对挥发度 较小的物系 相对挥发度 6 x4 0 5625 y5 0 56257 t4 t3 t2 t18 塔顶最大产品量为 B 9 B 变小 20 用一连续精馏塔分离苯 甲