《精馏习题课.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精馏习题课.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 精馏习题课1某连续精馏塔的操作线方程为：（精馏段）；（提馏段）。若为过冷液体进料，且进料热状况参数为1.2，进料量为。试求：回流比；馏出液组成；釜液的组成；料液组成；塔顶产品流率。解：回流比 馏出液组成 釜液的组成；料液组成联立；解得；塔顶产品流率；2. 实验测得常压精馏塔在部分回流情况下，在精馏段相邻两塔板的上升气相组成为，已知操作条件下平均相对挥发度，回流比 ,塔顶产品组成 （以上均为易挥发组分的摩尔分率） 。求以汽相组成表示的第n板的单板效率。解：精馏段操作线: 3.在一常压精馏塔内分离苯和甲苯混合物，塔顶采用全凝器，泡点回流，塔底间接蒸汽加热。原料处理量为4000 kg/h，组成为0
2、.4(苯的质量分数，下同)，要求塔顶馏出液组成为0.96，苯的回收率不低于98%，泡点进料。已知体系的相对挥发度a=2.5，实际回流比为最小回流比的1.5倍。已知苯、甲苯的摩尔质量分别为78.11 kg/kmol和92.13 kg/kmol。试求：(1) 塔顶产品量D(kmol/h)、塔底残液量W(kmol/h)及组成xW；(2) 自塔顶算起的第二板的下降液体中苯的组成；(3)离开最后一块塔板的液体中苯的组成；(4)因长期操作，再沸器内结垢，试问对塔顶、塔底产品质量有何影响？写出分析过程(假设此时F、D、q、xF不变)。为维持塔顶、塔底产品质量不变，应采取何种措施？并说明理由。思路分析：精馏流
3、程与已知条件如本题附图所示。 附图1 (2) 自塔顶算起的第二板的下降液体中苯的组成(3) 离开最后一块塔板的液体中苯的组成解：(1) 塔顶产品量D(kmol/h)、塔底残液量W(kmol/h)及组成xWkmol/h因，所以 kmol/h据总物料衡算 kmol/h(2) 自塔顶算起的第二板的下降液体中苯的组成泡点进料，q=1， (3)离开最后一块塔板的液体中苯的组成 kmol/h kmol/h则 离开最后一块塔板的液体中苯的组成 (4) 再沸器内结垢，导致传热不良，而D又不变，由，知R，精馏段操作线斜率(=R/(R+1)，靠近平衡线，不利于分离，故xD。由全塔物料衡算可知，当F、D、W、xF不
4、变，xD 时，xW。要想维持xD、xW不变，应及时清除污垢，或提高再沸器的加热蒸汽压力，以使保持不变或略有增大。4.某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部，塔顶设有全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。已知F=100kmol/h，xF=0.45 (轻组分的摩尔分率，下同)，轻组分的回收率为95%，馏出液组成0.98，体系的平均相对挥发度=3，塔釜气化量为最小气化量的2.2倍。试求： 提馏段操作线方程； 进入第一块理论板(由塔顶往下数)的气相浓度； 上述设计的塔在操作时，若因故塔釜停止加热，欲维持xD不变应如何操作？此时塔釜排液xW=？思路分析：精馏流程与已知条件如本题附图所示。 进入第一块理
5、论板(由塔顶往下数)的气相浓度 解: 求提馏段操作方程kmol/hkmol/h饱和蒸汽加料，kmol/hkmol/h提馏段操作方程： 求进入第一块理论板的气相浓度精馏段操作线方程： 上述设计的塔在操作时，若因故塔釜停止加热，欲维持不变，应保持精馏段操作线斜率不变，即R不变，而此时精馏塔无提馏段，只有精馏段，故塔釜停止加热时精馏段上升蒸汽流量 塔釜正常加热时精馏段上升蒸汽流量 显然，停止加热时馏出液流率减小。所以，若塔釜停止加热，欲维持不变，则降低塔顶产品采出率。 kmol/h5.一连续操作的常压精馏塔用于分离某二元液体混合物。塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。原料液组成为0.40(轻组
6、分的摩尔分数，下同)，进料温度为50，要求塔顶产品组成达到0.98，塔釜馏出液组成不高于0.01。该物系的相对挥发度为2.5，实际回流比为最小回流比的1.5倍。已知，xF=0.4时，混合溶液的泡点为95.2，定性温度下原料液的平均比热容cp=163 kJ/(kmol)，泡点温度下混合液的汽化潜热为3.68104 kJ/(kmol)。试计算：(1) 组分A的回收率；(2) 提馏段操作方程；(3) 若塔顶第一块板气相默弗里板效率为60%，求离开该板的下降液体组成。思路分析：精馏流程与已知条件如本题附图所示。 附图(2) 提馏段操作方程(3) 当塔顶第一块板气相默弗里板效率为60%时离开该板的下降液体组成解：(1) 回收率(2) 提馏段操作方程q线方程 相平衡方程 联立求解上两式得 xe=0.444，ye=0.6664提馏段操作线方程：(3) 离开第一板的下降液体组成 代入数据得： (1)相平衡方程 (2)精馏段操作方程 所以 (3)联立式(1)-(3)得：x1=0.966。1
