(2)精馏段操作线方程
xR2.650.9505
y x D x 0.726x 0.2604
R 1R 13.653.65(3)提馏段的液相负荷
qn,L qn,L qqn,F Rqn,D qn,F 2.65 45.45 100 kmol/h 220.4 kmol/h
6.在常压连续精馏塔中分离A、B两组分理想溶液。进料量为60 kmol/h,其组成为0.46(易挥发组分的摩尔分数,下同),原料液的泡点为92 ℃。要求馏出液的组成为0.96,釜液组成为0.04,操作回流比为2.8。试求如下三种进料热状态的q值和提馏段的气相负荷。
(1)40 ℃冷液进料; (2)饱和液体进料; (3)饱和蒸气进料。
已知:原料液的汽化热为371 kJ/kg,比热容为1.82 kJ/(kg ℃)。 解:由题给数据,可得
x xW0.46 0.04
qn,D qn,FF 60 kmol/h 27.39 kmol/h
xD xW0.96 0.04
qn,W 60 27.39 kmol/h 32.61 kmol/h
(1)40 ℃冷液进料 q值可由定义式计算,即 c t t 1.82 92 40 q 1 PbF 1 1.255
r371
V R 1 qn,D 1 q F 2.8 1 27.39 1 1.255 60 kmol/h 119.4kmol/h
(2)饱和液体进料 此时 q = 1
V V R 1 qn,D 3.8 27.39kmol/h 104.1kmol/h
(3)饱和蒸气进料 q = 0
V V qn,F 104.1 60 kmol/h 44.1kmol/h
三种进料热状态下,由于q的不同,提馏段的气相负荷(即再沸器的热负荷)有明显差异。饱和蒸气进料V′最小。
7.在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50 kmol/h,要求馏出液中易挥发组分的收率为94%。已知精馏段操作线方程为y = 0.75x+0.238;q线方程为y = 2-3x。试求(1)操作回流比及馏出液组成;(2)进料热状况参数及原料的总组成;(3)两操作线交点的坐标值xq及yq;(4)提馏段操作线方程。
解:(1)操作回流比及馏出液组成 由题给条件,得
xDR
0.238 0.75及
R 1R 1
解得 R = 3,xD = 0.952
2)进料热状况参数及原料液组成 由于
xq
3及F 2 q 11 q
解得 q = 0.75(气液混合进料),xF = 0.5
(3)两操作线交点的坐标值xq及yq 联立操作线及q线两方程,即