化工原理上精馏讨论课.ppt

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1、第7章蒸馏习题课讨论题2011年5月14日星期六例题：一连续精馏塔，分离含苯0.4（摩尔分率，下同）的苯-甲苯混合液，进料量为100kmol/h，进料状态为汽、液混合进料，其中含液体量为80%。该塔在塔顶、塔底分别得含苯0.97和含甲苯0.97的产品。现在精馏段某一板上取样分析，获得上升蒸汽的组成为0.82，下降液体的组成为0.7，并测得该板EmV＝0.65，若该塔在最佳位置进料，操作条件下，α=2.47，试求：1.qnD、qnW＝？；2.R＝？，该条件下的Rmin＝？；3.若Np＝20块，求该塔ET；4.qnV、qnL和q’nV、q’nL；5.为减小

2、物耗，欲将釜液中苯含量降为0.5%，①在操作上应采取什么措施，再沸器热负荷变化百分数；② 若对塔实施改造，应增加多少块实际板（效率同上）；③ 每年多回收苯多少吨；④ 塔两端哪些参数会发生变化，如何变化，有何问题解题思路：1.qnD，qnW＝？联立全塔物料衡算式可求解：解题思路：2.R，Rmin？求取回流比的途径：①未知②R=（1.2~2）Rmin未给③若xn、xD、yn+1已知，则R可求单板效率（Murphree效率）yn--与xn-1操作关系，与xn*相平衡关系。yn+1--与xn操作关系，xn与yn*相平衡关系。由题意，精馏段某板：xn，yn，Em

3、Vn已知由平衡方程将yn，y*n，代入解得：yn＋1＝0.76将yn＋1，xn，xD代入精馏段操作方程解得：将yn＋1=0.76，xn=0.7,xD=0.97代入上式：Rmin＝？求最小回流比的途径获得E点的方法--*图解*q线与平衡线方程联立解得：xe＝0.356，ye＝0.577Rmin＝？求最小回流比的途径3.若该塔有实际板20块，求该塔的总板效率（N不包括釜）求N，可采用的方法：①逐板计算法②图解法③简捷算法求理论塔板数的途径精馏段操作方程提馏段操作方程相平衡方程求得N=12（包括釜）q线方程xq=0.4644.精馏段、提馏段的汽相和液相流率*

4、操作回流比R变化*进料热状态q变化*进料位置偏离最佳点5.为减小物耗，欲将釜液中苯含量降为0.5%，操作型问题：1、实际操作的塔，其中的理论板数（总板效率）会随操作条件发生变化。*操作回流比R变化R↑时，所需理论板数减少；操作费↑；再沸器和冷凝器的设备费↑；塔径↑可能使设备费↑。选取总费用最小的适宜值5.为减小物耗，欲将釜液中苯含量降为0.5%，*进料热状态q变化q↑时，所需理论板数减少；再沸器的操作费↑；再沸器的设备费↑；提馏段塔径可能↑。q=1q>10

5、进料位置时，进料板附近塔板分离能力减小、板效率降低，使所需理论板数增加。例如：改变进料组成zFQMP最佳进料位置Q点P,M--夹紧点5.为减小物耗，欲将釜液中苯含量降为0.5%，常见故障：（1）产品浓度不合格a.一端产品浓度不合格原因：△考虑塔的物料衡算操作型问题：2、进料流量qnF或组成zF变化时,及时调整采出量，使之与分离要求相匹配，否则破坏物料衡算关系，造成一端产品浓度不合格。①在操作上应采取什么措施，再沸器热负荷变化百分数R↑，因为分离要求改变，所以qnD、qnW变化图解法或简捷法试差求解R’注意：物料衡算、操作线发生变化！！5.为减小物耗，欲

6、将釜液中苯含量降为0.5%，xDzFQDWxWR’=6.5图解试差：N＝12,xD＝0.97,xw＝0.005,q＝0.8,ZF＝0.4,α=2.47再沸器热负荷变化百分数：再沸器热负荷变化百分数：可见，提高R，不经济。为此，应提高N，即需要改造塔②若对塔实施改造，应增加多少块实际板（效率同上）图解、逐板计算注意：xW→xW’图解：xD＝0.97,xw＝0.005,R=3.5,q＝0.8,ZF＝0.4,α=2.47N＝15（包括釜）增加6块实际板原底部带出易挥发组分：qnWxw现底部带出易挥发组分：q'nWx’w多回收苯：qnWxw-q'nWx’w④塔

7、两端哪些参数会发生变化，如何变化，有何问题∵xW↓∴釜温↑再沸器△tm↓ΦR↓提高加热蒸气P若ΦR↓→q'nV↓→qnV↓→R↓→xD↓xW↑③每年多回收苯多少吨注意：每年按8000小时计算1、当原料组成，料液量，压力和最终温度相同，则二元理想溶液的简单蒸馏和平衡蒸馏的结果比较是：①馏出液组成（平均）为简单蒸馏_____平衡蒸馏；②釜液组成为简单蒸馏_____平衡蒸馏；2、已知某精馏塔操作参数为qnF，ZF，q，R，xD，xW，现qnF，q不变，ZF↓，要求xD，xW满足原分离要求，则：qnD_____，qnW_______，R_________。（↑

8、,↓,不变,不确定）3、精馏操作中，若qnF，ZF，q，qnD，qnW不变，增大R，则精馏段液