精餾計(jì)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(diǎn)溫度下回流，原料液中含輕組分0.5(摩爾分?jǐn)?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(shè)進(jìn)料時(shí)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?？梢姡却_定最小回流比，進(jìn)而確定是解題的思路。理想體系以最小回流比操作時(shí)，兩操作線與進(jìn)料方程的交點(diǎn)恰好落在平衡線上，所以只須用任一操作線方程或進(jìn)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(diǎn)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?jǐn)?shù)，塔頂產(chǎn)品采出率D/F為1:2，塔頂設(shè)全凝器，泡點(diǎn)回流。假設(shè)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(shè)。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(jì)算法求理論板數(shù)。當(dāng)料液直接參加塔釜時(shí)，應(yīng)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(jì)算各板的氣液相組成，直至?xí)r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?dú)堃航M成不大于0.05(以上均為輕組分A的摩爾分?jǐn)?shù))。塔頂蒸汽先進(jìn)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(jìn)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(dāng)餾出液流量為時(shí)，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?yàn)槌龇帜鞯睦淠号c未液化的蒸氣成相平衡關(guān)系，故分凝器相當(dāng)一層理論塔板。應(yīng)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?jǐn)?shù)，下同的料液在泡點(diǎn)溫度下參加塔。塔頂蒸氣

4、先在分凝器中局部冷凝至泡點(diǎn)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(shè)用圖解法求得理論板數(shù)為9，又知全塔效率為70%,塔實(shí)際塔板數(shù)為多少？10分析：前已述及，分凝器相當(dāng)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(shí)際板數(shù)時(shí)，應(yīng)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?jǐn)?shù)。假設(shè)回流比為最小回流比的1.2倍，當(dāng)泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí)，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(dāng)泡點(diǎn)進(jìn)料時(shí) ，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?jǐn)?shù)，下同。塔頂為泡點(diǎn)回流。進(jìn)料為飽和液體，其組成為0.46。假設(shè)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(gè)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(gè)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(shí)，加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體進(jìn)料改為冷液進(jìn)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(shí)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(shí)，加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體進(jìn)料改為冷液進(jìn)料，且保持F，*F，V，D不變，則此時(shí)*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(shí)，加料熱狀態(tài)由原來的飽和液體進(jìn)料改為冷液進(jìn)料，且保持F，*F，R，D不變，則此時(shí)*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(shí)，F(xiàn)，*F，q，D保持不變，增加回流比R，則此時(shí)*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(jìn)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(shè)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