精餾計算操作型分析及例題

1、.PAGE . 1. 用一精餾塔別離二元理想混合物，塔頂為全凝器冷凝，泡點溫度下回流，原料液中含輕組分0.5(摩爾分數(shù)，下同)，操作回流比取最小回流比的.倍，所得塔頂產(chǎn)品組成為，釜液組成為料液的處理量為料液的平均相對揮發(fā)度為，假設進料時蒸氣量占一半，試求： 1提餾段上升蒸氣量；86.1kmol/h 2自塔頂?shù)?層板上升的蒸氣組成。0.88分析：欲解提餾段的蒸氣量，須先知與之有關(guān)的精餾段的蒸氣量。而又須通過才可確定?？梢?，先確定最小回流比，進而確定是解題的思路。理想體系以最小回流比操作時，兩操作線與進料方程的交點恰好落在平衡線上，所以只須用任一操作線方程或進料方程與相平衡方程聯(lián)立求解即可。*二元

2、混合液的精餾操作過程如圖49。組成為的原料液在泡點溫度下直接參加塔釜，工藝要求塔頂產(chǎn)品的組成為0.75，以上均為輕組分A的摩爾分數(shù)，塔頂產(chǎn)品采出率D/F為1:2，塔頂設全凝器，泡點回流。假設操作條件下，該物系的a為2.5，回流比R為2.5，求完成上述別離要求所需的理論板數(shù)操作滿足恒摩爾流假設。包括塔釜在共需3塊理論塔板。MD,*DW,*WF,*F,q圖4-9分析：因題中未給平衡相圖，只可考慮逐板計算法求理論板數(shù)。當料液直接參加塔釜時，應將塔釜視作提餾段，然后分段利用不同的操作線方程與相平衡方程交替使用計算各板的氣液相組成，直至時止。. 4在一連續(xù)精餾塔中別離二元理想混合液。原料液為飽和液體，其

3、組成為0.5，要求塔頂餾出液組成不小于0.95,釜殘液組成不大于0.05(以上均為輕組分A的摩爾分數(shù))。塔頂蒸汽先進入一分凝器，所得冷凝液全部作為塔頂回流,而未凝的蒸氣進入全凝器，全部冷凝后作為塔頂產(chǎn)品。全塔平均相對揮發(fā)度為2.5,操作回流比。當餾出液流量為時，試求：塔頂?shù)?塊理論板上升的蒸汽組成；0.909提餾段上升的氣體量。265kmol/h分析：因為出分凝器的冷凝液與未液化的蒸氣成相平衡關(guān)系，故分凝器相當一層理論塔板。應注意，自分凝器回流塔的液相組成與自全凝器出來的產(chǎn)品組成不同。. 5在常壓精餾干塔別離雙組分理想溶液。組成為0.5輕組分A的摩爾分數(shù)，下同的料液在泡點溫度下參加塔。塔頂蒸氣

4、先在分凝器中局部冷凝至泡點回流，其組成為 0.88，余下末冷凝局部經(jīng)全凝器后作為產(chǎn)品，組成為0.95已測得離開塔頂?shù)?層理論板的液相組成為 0.796，塔頂輕組分回收率為96%,塔釜間熱蒸氣加熱。試求算：(1) 該操作條件下的回流比和釜液組成；R=1.11 *w=0.041 (2) 假設用圖解法求得理論板數(shù)為9，又知全塔效率為70%,塔實際塔板數(shù)為多少？10分析：前已述及，分凝器相當于塊理論板，利用分凝器氣液相平衡關(guān)系即可確定上升的蒸氣組成,而與回流液組成恰好又是操作線關(guān)系，利用此操作線方程即可順利解出回流比。另外確定塔實際板數(shù)時，應注意用圖解法求出的理論板數(shù)中是包括了起理論板作用的分凝器和塔

5、釜兩塊“虛擬板的。6在一常壓連續(xù)精餾塔中別離二元理想混合物。塔頂上升的蒸氣通過分凝器后，3/5的蒸氣冷凝成液體作為回流液，其濃度為0.86。其余未凝的蒸氣經(jīng)全凝器后全部冷凝為塔頂產(chǎn)品，其濃度為0.9以上均為輕組分A的摩爾分數(shù)。假設回流比為最小回流比的1.2倍，當泡點進料時，試求：第1塊板下降的液體組成；0.828料液的組成。. 分析：抓住分凝器中氣液相組成為平衡關(guān)系，而回流液組成與第1塊板上升蒸氣為物料平衡即精餾段操作線關(guān)系，此題可順利求解。 2 料液的組成 由 解得 當泡點進料時 ，即 ab 聯(lián)立解a及b得方程 取 故料液組成 . 7 一連續(xù)精餾塔別離二元理想混合溶液，*塔板的氣、液相組成分

6、別為0.83和0.70，相鄰上層塔板的液相組成為0.77，而相鄰下層塔板的氣相組成為0.78以上均為輕組分A的摩爾分數(shù)，下同。塔頂為泡點回流。進料為飽和液體，其組成為0.46。假設塔頂與塔底產(chǎn)量比為2/3，試求：精餾段操作線方程；提餾段操作線方程。分析：將精餾段操作線方程中的回流比和塔頂產(chǎn)品組成確定后，方程的形成就一定。而這兩個參數(shù)可由題中所給出的相鄰3層板的氣液相組成建立的兩個操作線方程聯(lián)立解出。同理，將提餾段操作線方程中的參數(shù)由題中已給的條件變換代入，方程即可建立。. 難度:最難*精餾塔在操作時，加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體進料改為冷液進料，且保持F，*F，回流比R和提餾段上升蒸汽量V不變，

7、則此時D，*D，W，*W。增加，不變，減少，無法確定*答案*減少，增加，增加，增加。難度:最難*精餾塔在操作時，加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體進料改為冷液進料，且保持F，*F，V，D不變，則此時*D,*WR，L/V。增加，不變，減少*答案*增加，減少，不變，不變。難度:最難*精餾塔在操作時，加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體進料改為冷液進料，且保持F，*F，R，D不變，則此時*D*WVL/V。增加，不變，減少增加，減少，不變，不變。難度:最難*精餾塔操作時，F(xiàn)，*F，q，D保持不變，增加回流比R，則此時*D， *WV， L/V。增加，不變，減少增加，減少，增加，增加。難度:最難*連續(xù)精餾塔,進料狀態(tài)q1，D/F0.5摩爾比，*F0.4摩爾分率，回流比R2，且知提餾段操作線方程的截距為零。則：提餾段操作線方程的斜率L/V，餾出液*D。 yL/V*W.*/，D/F0.5 *0，又1L/VRD/F1/R1D/F20.51/30.54/3 */D/F0.4/0.50.8難度:最難假設維持操作中精餾塔的F、*F、q，D不變，而減少塔釜蒸發(fā)量V。則：*D，*W，L/V。變