【化工原理 課件】第一章 精餾第8次課

1,1. 在連續(xù)精餾塔中，分離某二元理想溶液。進料為汽-液混合物進料，進料中氣相組成為0.428，液相組成為0.272，進料平均組成xf=0.35，假定進料中汽、液相達到平衡。要求塔頂組成為0.93（以上均為摩爾分率），料液中易揮發(fā)組分的96%進入餾出液中。取回流比為最小回流比的1.242倍。試計算：（1）塔底產(chǎn)品組成；（2）寫出精餾段方程；（3）寫出提餾段方程。,2,解題思路,3,解題過程,4,5,6,7,8,常壓下用連續(xù)精餾塔分離含苯44的苯一甲苯混合物。進料為泡點液體，進料流率取100kmolh為計算基準(zhǔn)。要求餾出液中含苯不小于 94。釜液中含苯不大于8（以上均為摩爾百分率）。設(shè)該物系為理想溶液相對揮發(fā)度為2.47塔頂設(shè)全凝器，泡點回流，選用的回流比為3。試計算精餾塔兩端產(chǎn)品的流率及所需的理論塔板數(shù)。 由全塔物料衡算：F=W+D Fxf=WxW+DxD 將已知值代入，可解得D41.86kmol/h, W=58.14kmol/h 精餾段操作方程為 提餾段操作方程為 泡點液體進料時q=1，故提餾段操作方程為,9,相平衡方程為 對于泡點進料， xq=xF=0.4設(shè)由塔頂開始計算，第1塊板上升汽組成 y1=xD=0.94 x1由相平衡方程求得 y2由精餾操作線方程求得 如此逐級往下計算，可得NT=9(包釜）,X2=0.7532,（相平衡方程）,10,精餾塔具有一塊實際板，原料預(yù)熱至泡點，由塔頂連續(xù)加入，原料組成xf=0.2（摩爾分率，下同），塔頂易揮發(fā)組分回收率為80%，且塔頂組成xD=0.28，系統(tǒng)的平均相對揮發(fā)度=2.5。 假定塔內(nèi)汽、液摩爾流率恒定，塔釜可視為一塊理論板，試求該實際板的板效率。,11,12,13,此題復(fù)習(xí)率平衡線方程、回收率的概念、全塔物料衡算、板效率的計算等 本題的難點：如何求x1和y1*？ x1可以通過對第一板進行物料衡算求得： Fx0+Dy2=Dy1+Fx1 也通過對第二板（加熱釜）進行物料衡算求： Fx1=Dy2+WxW,14,某混合物在一常壓連續(xù)精餾塔進行分離 .進料中輕組分A含量為0.4(mol分率,下同)流量為100Kmol/h,要求塔頂餾出液中含A0.9,A的回收率不低于0.9.泡點進料,取回流比為最小回流比的1.5倍,塔釜間接蒸汽加熱.且知系統(tǒng)的相對揮發(fā)度為=2.5.試求 塔頂產(chǎn)品量D,塔底產(chǎn)品量W及組成XW 最小回流比 精餾段和提餾段操作線方程 操作時,若第一塊板下降的液體中含苯0.8,求該板的汽相默弗里板效率Emv,15,解、xf=0.4,F=100kmol/h,xD=0.9,=0.9，R=1.5Rmin， =2.5，q=1 1）=DXD/Fxf=D*0.9/100*0.4=0.9 D=40 kmol/h W=F-D=100-40=60 kmol/h XW=(Fxf-DXD)/W=(100*0.4-40*0.9)/60=0.0667 2）Rmin/(1+Rmin)=(XD-yq)/(XD-Xq) q=1 Xq=Xf=0.4 yq=yq/(1+(-1)xq)=0.625 Rmin=1.222 R=1.51.222=1.833,16,3）精餾操作線 y=R/(1+R)+XD/(1+R)=1.833x/2.833=0.6470 x+0.3177 提餾線操作線y=Lx/V-Wxw/V v=(1+R)D=2.833X40=113.32Kmol/h L=RD =73.32Kmol/h L=L+qF=73.32+100=173.32Kmol/h V=V=113.32Kmol/h y= 1.5293x-0.0353 4） Emv1=(y1-y2)/(y1-y2) y1=xD=0.09 y1=x1/(1+(-1)x1)=2.5x0.8/(1+1.5x0.8)=0.9091 y2=0.6470 x1+0.3177=0.8353 Emv1=87.64%,17,1.精餾操作的分離依據(jù)為_。 精餾與蒸鎦的區(qū)別在于_。 2.設(shè)計求取精餾理論板時，以過兩操作線交點的那塊板作為最佳加料板位置時，所需理論板數(shù)最少,其原因是_。 3.精餾塔操作時,若操作從最佳位置上移二塊,則 XD_， Xw_。(、=、不確定) 4.精餾塔設(shè)計時,若F,xF,xD,xW,V,均為定值,現(xiàn)將進料熱狀態(tài)從q1變?yōu)閝=1,則所需理論板數(shù)將 。 5.恒沸精餾與萃取精餾主要針對 和 的物系, 采用加入第三組分的辦法,以改變原物系的 。,填空題：,18,6.在全回流下,進入第四塊理論板(板序由塔頂往下數(shù))的液相組成為0.72(mol 分率,下同),則流出第四塊理論板的液相組成為。進入第四塊理論板的汽相組成為 該物系=2. 7.精餾塔塔頂理論板上離開的汽相露點溫度為t4, 離開的液相泡點溫度為t3, 塔底某理論板上汽相露點溫度為t2, 汽相泡點溫度為t1.存在以下關(guān)系:( ) A: t4t3t2=t1 B:t4t3t2t1 C: t4t3t2=t1 D: t4=t3t2=t1 E: t4=t3<t2=t1 8.某兩元混合物的理想物系用精餾分離,進料為100Kmol/h, Xf =0.6,要求塔頂產(chǎn)品濃度不小于0.9(以上均為mol分率),則即使該塔有足夠的分離能力,塔頂最大產(chǎn)品量為( ) A:60 Kmol/h B:66.7 Kmol/h C:90 Kmol/h D:不確定. 9.連續(xù)精鎦塔設(shè)計時,如果將泡點回流改為冷液回流,其它設(shè)計條件不變,則所需理論塔板數(shù)將( ) A:多 B:小 C: 不變 D:無法定,19,填空題參考答案 1. 相對揮發(fā)度不同 ， 回流 。 2. 返混最小，效率最高 。 3. X D， Xw。 4.Ne。 5. 恒沸物體系和相對揮發(fā)度較小 的物系， 相對揮發(fā)度。 6. x4=0.5625 ， y5=0.5625 7. t4= t3<t2=t1 8.塔頂最大產(chǎn)品量為(B) 9. B: 變小,20,用一連續(xù)精餾塔分離苯-甲苯物系，已知進料組成xf=0.44，要求塔頂組成達xD=0.9（摩爾分率，上同）。已知物系的平均相對揮發(fā)度=2.47，最小回流比Rm=3，試求此時的進料狀況參數(shù)q值。 進一步弄清楚進料線方程、平衡線方程與最小回流比公式之間的相互關(guān)系。,補充,21,