化工原理总结习题课

发布时间：2020-03-03 04:05:44 来源：范文大全收藏本文下载本文手机版

第一章蒸馏总结+习题课

习题

1-8 在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。已知精馏段操作线方程为y=0.723x+0.263，提馏段操作线方程为y′=1.25x′-0.0187。若原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液、馏出液和釜残液的组成及回流比。

1-12用一连续精馏塔分离由组分A、B所组成的理想混合液。原料液中含A 0.44，馏出液中含A 0.957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为1.63，说明原料液的热状况，并求出q值。

1-13(类似) 以连续精馏塔分离某二元混合物。进料xF=0.50（摩尔分率，下同），q=1，塔顶产品D=50kmol/h，xD=0.95，塔顶馏出液中易挥发组分回收率η=0.96。塔顶采用一个分凝器及一个全凝器。分凝器液体泡点回流。已知回流液浓度x0=0.88，离开第一块塔板的液相浓度x1=0.79。塔底间接蒸汽加热。塔板皆为理论板，相对挥发度α为2.59。操作回流比R为1.602试求：①加料流量F；②操作回流比是Rmin的倍数；③精馏段、提馏段气相流量。

解：1)DxD/(Fxf)即0.96500.95（/F0.50）F98.96kmol/h

2）y1x2.590.790.90691(1)x11.590.79平衡线：y2.59x（/11.59x），q线：.x0.50则交点为：xq0.50，yq0.7214 RminxDyqyqxq0.950.72141.0330.72140.50

R/Rmin1.602/1.0331.553）VV（1R）D（11.602）50130.1kmol/h例1 在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸气加料。塔顶采出率D/F为40%，且已知精馏段操作线方程为y=0.75x+0.20，设原料液流量F=100kmol/h 试求：1．提馏段操作线方程；

2．若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的气相默夫里效率Emv1。

解：先由精馏段操作线方程求得R和xD，通过全塔物料衡算求得D、W及xw，而后即可求出提馏段操作线方程。 Emv1可由默夫里效率定义式求得。 1．提馏段操作线方程由精馏段操作线方程知

R0.75 R1解得

R=3.0

xD0.20 R1解得

xD=0.8 原料液流量F=100kmol/h 则

D=0.4×100=40kmol/h

W=60kmol/h

xWFxFDxD1000.35400.80.05 FD10040因q=0，故

L′=L=RD=3×40=120kmol/h

V′=V－（1－q）F=（R+1）D－（1－q）F=4×40－100=60kmol/h 提馏段操作线方程为

yLW12060xxwx0.052x0.05 VV60602．板效率Emv1

由默夫里板效率定义知：

Emv1y1y2*y1y2

其中

y1=xD=0.8

y2=0.75×0.7+0.2=0.725

故

*y1ax12.50.70.85 41a1x111.50.70.800.7250.5858%

0.8540.725Emv1

例题5．一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下：

精馏段

y = 0.8 x + 0.172

提馏段

y = 1.3 x – 0.018

求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。

解：由精馏段操作线方程

，得 R = 4；

，得 xD = 0.86

将提馏段操作线方程与对角线方程 y = x 联立

解得 x = 0.06，即 xw = 0.06

将两操作线方程联立

解得 x = 0.38

因是泡点进料，q = 1，q线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度，

∴ xF = 0.38

例题6．一连续精馏塔分离二元理想混合溶液，已知某塔板的气、液相组成分别为0.83和0.70，相邻上层塔板的液相组成为0.77，而相邻下层塔板的气相组成为0.78（以上均为轻组分A的摩尔分数，下同）。塔顶为泡点回流。进料为饱和液体，其组成为0.46。若已知塔顶与塔底产量比为2/3，试求：精馏段操作线方程；提馏段操作线方程。

解：精馏段操作线方程

依精馏段操作线方程 yn1xRxnDR1R1

xR0.77DR1R1 (a) 将该板和上层板的气液相组成代入有

xR0.780.70DR1R1 (b) 再将该板和下层板的气液相组成代入有

0.83联立（a）、（b）解得 R2.0，xD0.95

y则精馏段操作线方程为

（2）提馏段操作线方程

20.95x2121 即 3y2x0.95

WxWL/ym1/xm/LWLW 提馏段操作线方程的通式为

/将 LLqF,FDW q1(泡点进料) 代入上式则有

WxWLqFym1xmLqFW LqFW

WxWLDWxmLDLD