1、精馏塔计算例题精馏塔计算例题 作者: 日期: 【例4-1】 在连续精馏塔中,分离某二元理想溶液。进料为汽-液混合物进料,进料中气相组成为0.428,液相组成为0.272,进料平均组成xF=0.35,假定进料中汽、液相达到平衡。要求塔顶组成为0.93(以上均为摩尔分率),料液中易挥发组分的96%进入馏出液中。取回流比为最小回流比的1.242倍。试计算:(1)塔底产品组成;(2)写出精馏段方程;(3)写出提馏段方程;(4)假定各板效率为0.5,从塔底数起的第一块板上,上升蒸汽的组成为多少?解题思路: (3)提馏段方程可以简化或代入提馏段方程本身求,也可以用两点式方程求得,即点(xw,xw)和进料线
2、与精馏线交点(4)解题过程:点评:此题对精馏这一章的,几乎所有主要知识点都复习到了。 1全塔物料衡算方程和塔顶产品收率的概念; 2平衡线方程; 3进料状况参数q的意义及L与L的定量关系; 4进料线方程; 5最小回流比及其计算式; 6精馏段方程和提馏段方程; 7逐板计算法; 8默弗里板效率的概念及计算。【例4-2】 如图所示的精馏塔具有一块实际板,原料预热至泡点,由塔顶连续加入,原料组成xf=0.2(摩尔分率,下同),塔顶易挥发组分回收率为80%,且塔顶组成xD=0.28,系统的平均相对挥发度=2.5。 假定塔内汽、液摩尔流率恒定,塔釜可视为一块理论板,试求该板的板效率。解题思路:假定此实际板为
3、第1块板,如图所示: 解题过程:【例4-3】用一连续精馏塔分离苯-甲苯物系,已知进料组成xF=0.44,要求塔顶组成达xD=0.9(摩尔分率,上同)。已知物系的平均相对挥发度=2.47,最小回流比Rm=3,试求此时的进料状况参数q值。解题思路:q 通过联立求解平衡线方程与最小回流比方程,求出xq和yq,再代入进料线方程,即可。解题过程:点评:进一步弄清楚进料线方程、平衡线方程与最小回流比公式之间的相互关系。【习题4-1】某液体混合物含易挥发组分0.65(摩尔分率,下同),以饱和蒸汽加入连续精馏塔中,加料量为50,残液组成为0.04,塔顶产品的回收率为99,回流比为3,试求:塔顶、塔底的产品流率
4、;精馏段和提馏段内上升蒸汽及下降液体的流率;写出精馏段和提馏段的操作线方程。【习题4-2】一常压操作的精馏塔用来分离苯和甲苯的混合物。已知进料中含苯0.5(摩尔分率,下同),且为饱和蒸汽进料。塔顶产品组成为0.9,塔底产品组成为0.03,塔顶为全凝器,泡点回流。原料处理量为10,系统的平均相对挥发度为2.5,回流比是最小回流比的1.166倍。试求:塔顶、塔底产品的流率;塔釜中的上升蒸汽流率;塔顶第二块理论板上升蒸汽的组成。【习题4-3】某二元混合物含易挥发组分0.4(摩尔分率,下同),用精馏方法加以分离,所用精馏塔具有7块理论板(不包括釜)。塔顶装有全凝器,泡点进料与回流。在操作条件下该物系平均相对挥发度为2.47,要求塔顶组成为0.9,轻组分回收率为90。试求:为达到分离要求所需要的回流比为多少?若料液组成因故障降为0.3,馏出率D/F 及回流比与相同。塔顶产品组成及回收率有何变化?若料液组成降为0.3,但要求塔顶产品组成及回收率不变,回流比应为多少?