蒸馏和精馏
(2)塔顶采出量D?580kmol/h,当料液中轻组分全部进入塔顶产品时,塔顶产品所能
Fx1000?0.5?0.860.90,得不到合格产品。为了得到合达到的最大浓度为:xDmax?F?D580格的塔顶产品,只有降低采出量,则此时塔顶的最大采出量为: Dmax?FxF1000?0.5??555.6kmol/h xD0.9(3)因假定理论板数N??,故可认为塔顶产品组成xD达到1.0,即使xD?1.0,因塔顶采出量
D?250kmol/h,故塔顶轻组分采出量?DxD?250kmol/h,而进料中含轻组分为
。因此由物料衡算可知,塔釜xW不可能为零,其值为:FxF?500kmol/h受物料衡算控制。xW?(500?250)(1?000?250,)因此塔釜产品纯度与回流无关,0.333D增加,则塔底产品纯度提高。
819、用一连续精馏塔分离A、B两组分混合物,相对挥发度?AB?2,进料量F?100kmol/h,
组成xF?0.5(摩尔分数,下同),饱和蒸汽进料,塔顶组成xD?0.95,塔底组成xW?0.05,若A、B组分摩尔汽化潜热相等,忽略热损失,塔顶为全凝器,泡点回流,塔釜间接蒸汽
加热,
试求:(1)塔顶易挥发组分A的回收率?1和塔底难挥发组分B的回收率?2各为多少? (2)最小回流比Rmin?
?? (3)塔釜最小汽化量Vmin (4)若塔釜汽化量为最小汽化量的1.5倍,操作回流比R为多少?
***答案*** 解:(1)由全塔物料衡算得
?F?D?W?100?D?W ? 得:?
100?0.5?0.95D?0.05WFx?Dx?Wx?DW?F解得:D?50kmol/h,W?50kmol/h 塔顶易挥发组分A的回收率为:??DxD50?0.95??95% FxF100?0.5塔底难挥发组分回收率为:?2?W(1?xW)50?(0?0.05)??95%
F(1?xF)100?(1?0.5)(2)饱和蒸汽进料q?0,q线与相平衡线的交点坐标为:yq?xF?0.5
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蒸馏和精馏
xq?yq??(??1)yq?0.5?0.333
2?1?0.5xD?yqyq?xq?0.95?0.5?2.69
0.5?0.333则 最小回流比为:Rmin?(3)塔釜的最小汽化量对应于最小回流比时汽化量,则
??Vmin?(q?1)F?(Rmin?1)D?(q?1)FVmin
?(2.69?1)?50?(0?1)?100?84.5kmol/h
??1.5?84.5?126.75kmol/h (4)若V??1.5VminV?V??(q?1)F?126.75?100?226.75kmol/h
此时,L?V?D?226.75?50?176.75kmol/h
实际回流比为:R?L/D?176.75/50?3.535
820、今用一连续精馏塔分离苯—甲苯液体混合物,原料液处理量为100kmol/h,其中苯含量
为0.4(摩尔分数,下同),塔顶苯的回收率为99%,塔底甲苯的回收率为98%。现从精馏段某块板上测得上升蒸汽的组成为0.784,上一块板流下的液相组成为0.715。 试求:(1)塔顶及塔底产品的流量及组成;
(2) 操作回流比及精馏段操作线方程。
***答案***
解:(1)塔顶及塔底产品的流量及组成
DxD?塔顶苯的回收率:??1?FxF?DxD?0.99?100?0.4??W(1?x)?0.98?100?(1?0.4)???塔底甲苯的回收率:??W(1?xW)W2 ? 得:?
F(1?xF)Dx?Wx?100?0.4W?D???全塔物料衡算:F?D?W?D?W?100???轻组分物料衡算:FxF?DxD?WxW解得:W?59.2kmol/h,D?40.8kmol/h,xD?0.97,xW?0.007 (2)操作回流比及精馏段操作线方程
Rxx?D y?R?1R?1R0.97?0.715?即:0.784? 解得:R?2.70 R?1R?1Rx2.700.97x?D?x?R?1R?13.703.70 精馏段操作线方程:
?0.73x?0.26y?
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