第六章蒸馏例题

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1、第六章蒸馏例题2021年10月5日1例题1如图一分离某二元物系的精馏塔，塔顶冷凝方式有以下三种，（a)为全凝器，(b)（c）为分凝器。在三种冷凝方式下，塔顶第一块板上升的气体量及组成相同。试比较回流液温度t1、t2、t3，回流液浓度xL1、xL2、xL3，塔顶产品浓度xD1、xD2、xD3的大小。Vt。t1xL1xD1ay1Vt。t2xL2xD2bV/2Vt。t3xL3xD3cV/3yD3y1y1yD22021/10/52第六章蒸馏t1VLy1=xD1=xL12M22’t2xL2xD23M33’t3x

2、L3xD3解：由图可见：2021/10/53第六章蒸馏图（c）所示过程：与图（b）所示过程相似，故有yD3=XD3，且yD3与XL3呈平衡关系。根据冷凝下来的液相量与未冷凝量的气相量之比为2：1以及杠杆原理，冷凝过程在t-x-y相图中可用线段33’表示，且线段图（b）所示过程：为分凝器，故有yD2=XD2，且yD2与XL2呈平衡关系。根据冷凝下来的液相量与未冷凝量的气相量之比为1：1以及杠杆原理，冷凝过程在t-x-y相图中可用线段22’表示，且线段22被线段VL等分,即解：图（a）所示过程：为全凝器，

3、故有y1=XD1=XL1,其冷凝过程在t-x-y相图中可用VL表示。2021/10/54第六章蒸馏例题2：在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n的气相组成yn+1为0.75，从该板流出的液相组成xn为0.65（均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度α为2.5。试求：（1）从该板上升的蒸汽组成yn；（2）流入该板的液相组成xn-1；（3）回流比R.2021/10/55第六章蒸馏解：（1）yn与xn符合相平衡关系，即（2）求回流比R:（3）由精馏段操作线方程得：∴R=12021/

4、10/56第六章蒸馏解得xD=0.85解得xn-1=0.7962021/10/57第六章蒸馏在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合物，原料中含苯0.44（摩尔分数），进料量为100kmol/h，操作条件下的平均相对挥发度为2.5，精馏段操作线方程为y=0.71x+0.278，提馏段操作线方程为y=1.44x-0.0044。试求：（1）塔顶馏出液组成xD和塔釜残液组成xw。（2）q线方程，并说明进料热状况；（3）提馏段气、液相负荷（流量）（kmol/h）例题32021/10/58第六章蒸馏例题4：在一连续精

5、馏塔内分离某两组分理想溶液。已知进料组成为0.5（摩尔分数，下同），釜残液组成为0.05；塔顶采用全凝器，操作回流比为最小回流比的1.777倍；操作条件下物系的平均相对挥发度为2.303；精馏段操作线方程为y=0.72x+0.275。试求：（1）塔顶产品的馏出率；（2）进料热状况参数q。2021/10/59第六章蒸馏先求馏出液组成xD：由精馏段方程可知：解：（1）塔顶易挥发组分的馏出率R=2.571xD=0.982再求馏出率的D/F：由物料衡算可知：2021/10/510第六章蒸馏（2）进料热状况参数

6、q由题给的条件R=1.777Rmin，可得Rmin=R/1.777=1.44xq=0.5=xF因xq==xF，故可知进料为饱和液体进料，即q=12021/10/511第六章蒸馏（2001石大）在一连续常压精馏塔中分离某混合液，要求xD=0.94，xW=0.04。已知此塔进料q线方程为y=6x-1.5，采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2。求：⑴精馏段操作线方程；⑵若塔底产品量W=150kmol/h，求进料量F和塔顶产品量D；⑶提馏段操作线方程。例题52021/10/51

7、2第六章蒸馏解：⑴解方程组：精馏段操作线方程为：2021/10/513第六章蒸馏⑵又物平：⑶2021/10/514第六章蒸馏例题6：操作中的精馏塔，将加料口由原来的最佳位置进料向下移动几块塔板，其余操作条件不变（包括F、xF、q、D、R)，此时塔顶产品浓度xD、塔底产品浓度xw将如何变化？解释：向下移动几块塔板，由原来的最佳位置进料变成了非最佳位置进料。根据最佳进料位置的性质可知：在相同的F、xF、q、D、R条件下，要达到同样的分离要求xD、xw，非最佳位置进料时需更多的理论板，也就是说，同样的理论板

8、不可能达到原来的分离要求。加料口由原来的最佳位置进料向下移动几块塔板后xD↓。xw的变化：由物料衡算式FxF=DxD+Wxw可知，当F、xF、D不变时，若xD↓，则xw↑。2021/10/515第六章蒸馏例题7在一具有N块理论板的精馏塔中分离苯-甲苯混合液。进料量F=100kmol/h，进料中苯的摩尔分率为0.45，泡点进料，加料板为第四块理论板（从上往下数），塔釜上升蒸汽量为140kmol/h，回流比为2.11。已测得塔顶馏出液中苯的摩尔分率为0.90