总精馏习题课

1、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程及q线方程分别为y=0.8x+0.19；y= -0.5x+0.675,试求：（1）进料热状况参数q及原料液组成xF；

（2）精馏段和提馏段两操作线交点坐标。 解：由q线方程 y= -0.5x+0.675知

q??0.5 故q=1/3 q?1xF??0.675又 q?1故xF=0.675（1-q）=0.675×（1 -1/3）=0.45

因为精馏段操作线与提馏段操作线交点也是精馏段操作线与q线的交点，所以

yq= -0.5xq+0.675 yq=0.8xq+0.18

联立求解 xq=0.373 yq=0.489

2、 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；（4）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第一块板上，上升蒸汽的组成为多少？ 解题过程：

1

DxDD0.96?0.35?1? ?0.96 , ? ??0.361FxfF0.93?F?D?W 由? Fxf?DxD?Wxw?

Dx?Fxf?DxDFxf?DxDfFxD0.35?0.361?0.93 得： xw????0.0223DWF?D1?0.3611?F

axna?0.272?2? yn? 0.428? , ?a?21??a?1?xn1??a?1??0.2722x ?平衡线方程为 ： y?1?x 在汽、液混合进料中，q可视为进料中液相所占分率，则 气相所占分率为 1?qL??L ? q? ? Fxf?Fqx?F?1?q?yF 0.35?q?0.272??1?q??0.428 ? q?0.5 ? 进料线方程为：xfq0.50.35 y?x??x? y??x?0.7q?1q?10.5?10.5?1 联立求解平衡线与进料线的交点2x??y? ?x2?2.3x?0.7?01?x???y??x?0.7??xq?0.272 ???yq?0.428xD?yq0.93?0.428 ?Rm???3.22yq?xq0.428?0.272 R?1.242Rm?1.242?3.22?4.0RxD40.93xn??xn?R?1R?14?14?1 即： yn?0.8xn?0.186 ? 精馏段方程为： yn?

2

WxwWxwL?L?qF?3? ym?1?xm??xm?L??WL??WL?qF?WL?qF?W?D?F?xwRD?qF ?xm?RD?qF?D?FRD?qF?D?F?D?D?1??xwR??q?F?F ?xm?DDDDR??q??1R??q??1FFFF?4?0.361?0.50.361?1??0.0223?xm?4?0.361?0.5?0.361?14?0.361?0.5?0.361?1ym?1?1.49xm?0.0109 又一解法：提馏段方程过点（xw,xw),又通过精馏线与进料线的交点（x1,y1）?y1?0.8x1?0.186?x1?0.285 ??解得： ??y1??x1?0.7?y1?0.414y?y1x?x1 由两点式直线方程有： ?y2?y1x2?x1y?0.414x?0.285 ? y?0.414?1.49?x?0.285?0.0223?0.4140.0223?0.285 y?1.49x?0.0107 即提馏段方程

?4? 求y2 y1??? y1与xw成平衡关系。2xw2?0.0223??0.04361?xw1?0.0223 x2与y1服从提馏段操作线关系。 y1?1.49x2?0.0107y1?0.01070.0436?0.0107??0.03641.491.492x22?0.0364** y2与x2成平衡关系 y2???0.07021?x21?0.0364 ?x2? 根据默弗里板效率公式 EMV? ?y2?0.0569

3

y2?y1y2?0.0436??0.5*y2?y10.0702?0.04363、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α=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。 解题过程：

xfDxDD ?? ?????0.8?0.2/0.28?0.571FxfFxDFxf?DxD?F?D?W ? ?xw??F?D?Fxf?DxD?Wxw ? y2?xf?DxDFD1?F?xw1????1?xw0.2?0.571?0.28?0.09351?0.5712.5?0.0935??0.2051?1.5?0.0935 假定是恒摩尔流假设，才有： Fxo?Dy2?Dy1?Fx1D?y2?y1?D?y2?xD??xf ?x1??xo?FF?0.205?0.28??0.20?0.157 ?0.571?x12.5?0.157* y1???0.31771????1?x11?1.5?0.157 EMVy1?y20.28?0.205?*??0.6650.3177?0.205y1?y2

4 用一连续精馏塔分离苯-甲苯物系，已知进料组成xf=0.44，要求塔顶组成达xD=0.9（摩

尔分率，上同）。已知物系的平均相对挥发度α=2.47，最小回流比Rm=3，试求此时的进料状况参数q值。

解

题

过

程

：

4

Rm?xD?yqyq?xq?0.9?yqyq?xq?3 ? yq?0.75xq?0.225?xq2.47xq yq??1????1?xq1??2.47?1?xq 联立得： 0.75xq?0.225?2.47xq1?1.47xq2 xq?1.263xq?0.2045?0 xq?1.263??1.263?2?4?0.20452 ? yq?0.75?0.191?0.225?0.368?0.191 xq,yq是进料线与平衡线的交点，当然在进料线上。xfqq0.44 ? yq?xq? 0.368??0.191?q?1q?1q?1q?10.368?0.44 ? q???0.4070.368?0.191

5、在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液

D组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸气加料。塔顶采出率

F已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20，试求： （1）．提馏段操作线方程；

为40%，且

（2）．若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的气相默夫里效率Emv1。 解：

（1）．提馏段操作线方程 由精馏段操作线方程知

R?0.75

R?1解得 R=3.0

5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0tmt.html