中山大学化工原理课件-第6章-精馏习题课(1)

习题课——精馏苯和甲苯混合液含苯0.4(摩尔分率，下同)，流量为100kmol.h-1，于常压下进行连续精馏，要求塔顶XD=0.9，D=40kmol.h-1,原料于泡点下进入,R=1.4Rmin,已知操作条件下相对挥发度=2.47是常数。求：(1)精馏段操作线方程；(2)提馏段操作线方程。解：（1）622.04.047.114.047.2,1qyq25.14.0622.0622.09.0minqqqDxyyxR75.125.14.14.1minRR327.0636.0175.19.0175.175.11nnnxxy（2）FRDqFLLDRVV',)1('DRxDFDRxFRDVxWVxLywmWmm)1()()1(')('''''10369.0'545.140175.10677.040100'40175.11004075.1mmxx）（）（）（）（667.060409.04.010040100wwxWWxW用一连续精馏塔分离二元理想溶液，进料量为100kmol.h-1，进料组成为0.4（摩尔分率，下同），馏出液组成为0.9，残液组成为0.1，相对挥发度为2.5，饱和蒸汽进料。塔顶冷凝器为全凝器，塔釜间接蒸汽加热。试求：1.馏出液及残液量；2.最小回流比；3.操作回流比为3时，塔釜每小时产生的蒸汽量为多少kmol？4.塔釜的上一块理论板液相组成为多少?5.计算第3问时作了什么假定?解：1.:由物料衡算wDfxWxDxFWDF1kmol.h5.371.09.0100)1.04.0()()(wfwfxxFxxD1kmol.h5.625.37100DFW2.饱和蒸汽进料0q21.04.05.15.24.0)1(,4.0qqqqyyxy63.221.04.04.09.0qqqDmxyyxR3.求塔釜上升蒸汽量1kmol.h501005.37)13()1()1('FDRFqVV4.由平衡关系知:217.01.0)15.2(110.05.2)1(1由提馏段操作线方程'''1'1''LxWLVyxVxWxVLy152.05.3731.05.625.37350217.01x（釜上面一块理论板液体组成）5．计算第三问时，作了恒摩流假定一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某塔板的气、液相组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78（以上均为轻组分A的摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2/3，试求：(1)精馏段操作线方程；(2)提馏段操作线方程。解：分析，将精馏段操作线方程中的回流比R和塔顶产品组成XD确定后，方程的形式就一定。而这两个参数可由题中所给出的相邻3层板的气液相组成建立的两个操作线方程，联立解出。同理，将提馏段操作线方程中的参数由题中已给的条件变换代入，方程即可建立。（1）精馏段操作线方程，78.0,77.0,70.0,83.011nnnnyxxy依精馏段操作线方程111RxxRRyDnn将该板和上层板的气液相组成代入有177.0183.0RxRRD再将该板和下层板的气液相组成代入有170.0178.0RxRRD(a)(b)联立（a）、（b）解得5.2R98.0Dx，则精馏段操作线方程为15.298.015.25.2xy即28.0714.0xy（2）提馏段操作线方程提馏段操作线方程的通式为WLxWxWLLyWmm///1将WDFqFLL,/1q，(泡点进料)代入上式则有DLWxxDLWDLWqFLWxxWqFLqFLyWmWmm1转化上式为WmmxRDWxRDWRy1111（C）根据即46.098.046.032Wx解得113.0WxFDWFxxxxWD将有关数据代入（c），则提馏段操作线方程为0484.043.1113.015.22315.22315.2xxy