蒸馏习题-作业题答案

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1、例题3．一连续操作的常压精馏塔，用于分离A（轻组分）-B（重组分）混合物。已知原料液中含A组分xF=0.40（摩尔分率，下同），进料温度50℃，要求达到塔顶产品A组分含量xD=0.95，塔釜馏出液A组分含量xW=0.03。该物系的相对挥发度为，实际操作回流比为。恒摩尔流假定成立。试计算：（1）A组分的回收率；（2）最小回流比；（3）提馏段操作线；（4）若塔顶第一块板下降的浓度为，求该塔板以气相组成表示的默弗里板效率EmV。（由平衡数据已知xF=0.4时，A、B混合液的泡点为95.2℃，定性温度下，原料液的平均比热Cp=39kcal/(kmol·℃)，

2、千摩尔气化潜热r=8800kcal/kmol）。【解】（1）由全塔物料衡算和轻组分物料衡算得：即解得：，（2）℃，℃，故，进料为过冷液体。=线方程为：①由得相平衡方程为：②联立方程①②并解得：，则4（3）由，回流比所以提馏段操作线方程为（4）由精馏段操作线方程得由相平衡方程得，4例题5.如图所示，组成为0.4的料液（摩尔分率，下同），以饱和蒸汽状态自精馏塔底部加入，塔底不设再沸器。要求塔顶馏出物浓度xD=0.93，xW=0.21，相对挥发度α=2.7。试求操作线方程。若理论板数可增至无穷，且F、xF、q、D/F不变，则此时塔顶、塔底产品浓度的比为多大

3、？解：(1)此题精馏塔仅有精馏段，因恒摩尔流假定成立，按下图划定范围作精馏段物料衡算：即：由物平：代入数据：解得：D=0.264F，W=0.736F因为q=0，所以V=F，L=W，带入精馏段操作线方程，得：(2)因F、xF、q、D/F不变→W不变→D不变→R不变→R/(R+1)不变若NT→∞，则操作线比平行上移，与相平衡线相交，交点（恒浓点）可能在塔顶处，也可能在q线与平衡线交点处。4假设恒浓点在塔顶，则，由物料衡算：而与进料组成成平衡的液相组成为xe，由相平衡方程：解得：xe=0.198，xe为塔釜残液可能达到的最低浓度，表明恒浓点在塔顶的假设不成

4、立，因此恒浓点在塔釜，塔釜的液相的浓度为=0.198，代入物平：q线xFxDx’Dxe讨论：(1)当NT→∞时，一定有恒浓点。恒浓点可能出现在塔顶，塔底或进料处，若确定该点，需找到哪点最先达到相平衡状态，可利用相平衡关系和物平关系确定。(2)本题所求的恒浓点是在特定条件下（F、xF、q、D/F不变）的塔顶和塔底可能达到的最高和最低浓度值，条件变化了，塔顶和塔底谁先达到恒浓点及可能达到的最高和最低浓度值都要发生变化。4