精馏习题课 - 精馏习题课

1、习题课习题课用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知相对挥发度=3，加料量F=10kmol/h，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为0.5(摩尔分率，下同) ，塔顶产品浓度为0.9,塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比R=2Rmin，易挥发组分的回收率为90%，塔釜为间接蒸汽加热。试计算提馏段上升蒸汽量。3，F=10kmol/h, q=0, xF0.5,xD0.9,=0.9, R=2.0Rmin V=?解: q=0 V=V-F=(R+1)D-F yexFxeye/-(-1)ye=0.5/(3-20.5)=0.25Rmin=(xDye）/（yexe） (0.9-0.5)/(0.5-0.25)=1

2、.6R=2.0Rmin=216=3.2D=FxF/xD=0.9100.5/0.9=5kmol/h V=(3.2+1)5-10=11kmol/h 在常压连续精馏塔中分离理想二元混合物，进料为饱和蒸汽,其中易挥发组分的含量为0.54（摩尔分率），回流比R=3.6，提馏段操作线的斜率为1.25，截距为-0.0187。求馏出液组成xDq线方程: y=xF=0.54 (1)精线方程: y=0.7826x+0.217xD(2)提段方程: y=1.25x-0.0187=0.54 (3)式(1)与(3)联立得两操作线交点坐标 x=0.447将y=0.54, x=0.447代入(2)得 xD=0.8764 一精

3、馏塔，塔顶设全凝器，在常压下分离苯甲苯物系，采用回流比 R3。今测得塔顶馏出液浓度xD0.985和第一块塔板下流液体浓度x10.970（均为摩尔分率）；已知物系的相对挥发度=2.58。试计算第一块塔板的板效率Emv y1=xD=0.985y1*=x1/1+(-1) x1 =2.580.970/1+(2.58-1)0.970 =0.988y2=R/(R+1)x1+xD/(R+1) =3/(3+1)0.970+0.985/(3+1) =0.974Emv=(y1-y2)/(y1*-y2) =(0.985-0.974)/(0.988-0.974) =0.786 已知某精馏塔进料组成xF0.5，塔顶馏出

4、液组成xD0.95，平衡关系y0.8x0.2。试求下列二种情况下的最小回流比Rmin (1) 饱和蒸汽加料； (2) 饱和溶液加料。 Rmin=(xD-ye)/(ye-xe) -(1)ye=0.8xe+0.2 -(2) ye=qxe/(q-1)-xF/(q-1) -(3) q=0, 由(3) ye=xF=0.5, 由(2) xe=(0.5-0.2)/0.8=0.375, Rmin=(0.95-0.5)/(0.5-0.375)=3.6 q=1, 由(3) xe=xF=0.5, 由(2) ye=0.80.5+0.2=0.6 Rmin=(0.95-0.6)/(0.6-0.5)=3.5 某一精馏塔，塔

5、顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热。用以处理含易挥发组成xF=0.5(mol组成) 的饱和蒸汽。塔顶产量D和塔底排量W相等。精馏段操作线方程为y=5x/6+0.15。试求： (1)回流比R，塔顶组成xD，塔釜组成xW。 (2)提馏段操作线方程。 (3)若两组份相对挥发度=3，第一板板效率 EmL=(xDx1)/(xDx1*)=0.6, 则y2=? (1)D=F(xF-xW)/(xD-xW) 即0.5=(0.5-xW)/(xD-xW) R/(R+1)=5/6 R=5 xD/(R+1)=xD/(5+1)=0.15 xD=0.9 xW=0.1 (2)提馏段操作线: y=(L/V)x-WxW/V 饱和蒸汽

6、进料 q=0, L=L, V=V-F 又F=2D,W=D,L=RD,V=(R+1)D y=L/(V-F)x-W0.1/(V-F) =RD/(R+1)D-2Dx-D0.1/(R+1)D-2D =5/(6-2)x-0.1/(6-2) =1.25x-0.025 (3) (xD-x1)/(xD-x1*)=0.6 x1*=y1/-(-1)y1 =0.9/(3-(3-1)0.9 =0.75 (0.9-x1)/(0.9-0.75)=0.6 解得 x1=0.81 y2=5x1/6+0.15=50.81/6+0.15=0.825 苯和甲苯混合物中，含苯0.4，流量1000kmol/h，在一常压精馏塔内进行分离，

7、要求塔顶馏出液中含苯0.9（以上均为摩尔分率），苯的回收率不低于90，泡点进料，泡点回流，取回流比为最小回流比的1.5倍。已知2.5。试求： (1) 塔顶产品量D； (2) 塔底残液量W及组成xW； (3) 最小回流比； (4) 精馏段操作线方程； (5) 提馏段操作线方程：（1）D10000.40.9/0.9400 kmol/h（2）W1000400600 kmol/h xW（10000.44000.9）/6000.0667（3）xexF0.4 ye2.50.4/（11.50.4）0.625 Rmin（0.90.625）/（0.6250.4）1.22（4）R1.51.221.83 y（1.83/2.83）x0.9/2.83 0.646x0.318（5）VV2.834001132 L1.8340010001732 y（1732/1132）x6000.0667/1132 1.53x0.0353 由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40(摩尔分率)的甲醇水溶液100kmol，要求塔顶馏出液组成 xD=0.84，塔顶采用全凝器，回流比R3，在操作条件下的平衡关系为y0.45x0.55。求： (1) 塔釜组成xW； (2) 每小时能获得的馏出液量D。 y1=xD=0.84, 0.84=0.45x1+0.55, x1=0.64, yW=