例1在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液,原料液流量为1000kmol/h,组成为含苯0.4(摩尔分率,下同)馏出液组成为含苯0.9,苯在塔顶的回收率为90%,泡点进料(q=1),回流比为1.83,物系的平均相对挥发度为2.5。试求:(1)精馏段操作线方程;(2)提馏段操作线方程。
解:
LDxn?xD VVV?L?D
LR?
Dyn?1?
V?(R?1)D
L?RD
ym?1WxL??xm?W V?V?
L??L?qF热状况函数定义 L'?V'?W提馏段物料衡算 V'?L'-W关键计算
yn?1?xRxn?D R?1R?1
??DxD0.9FxF0.9?1000?0.4?0.9 D???400kmol/h FxFxD0.9
W=F-D=1000-400=600kmol/h
FxF?DxD?Wxw 1000?0.4?400?0.9?600?xW xW?0.00667
yn?1?
精馏段操作线方程 yn?1?
ym?1?WxL?xm?W V?V?xRxn?D R?1R?11.830.9xn??0.647xn?0.318
1.83?11.83?1
V??V?(R?1)D?2.83?400?1132kmol/h
L??L?qF?L?F?RD?F?1.83?400?1000?1732kmol/h
提馏段操作线方程ym?1?
WxL?1732600?0.0667xm?W?xm??1.53xm?0.0354 ??VV11321132
例2氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离。要求馏出液中氯仿的组成为0.95(摩尔分率),馏出液流量50Kg/h。塔顶为全凝器。平均相对挥发度(1)第一块塔板下降的液体组成x1;(2)精馏段各??1.6。回流比R=2,求:板上升蒸汽V及下降液体L。
解 氯仿和四氯化碳混合液可认为是理想溶液。 (1) 塔顶为全凝器,y1?0.95 根据理论板的概念,y?1.6x1?x 0.95? x1?0.92
1?(1.6?1)x11?(??1)x(2)V?(R?1)D?(2?1)?50?150Kg/h
根据恒摩尔流的假定,各板上升的蒸汽摩尔流量相等,并非质量流量相等,因此,需将此值转化为摩尔值。
氯仿的摩尔质量 M=119.35kg/kmol 四氯化碳的摩尔质量 M=153.8kg/kmol 塔顶蒸汽的平均摩尔质量 M?0.95?119.35?0.05?153.8?121.1kg/kmo lV?150?1.24kmol/h L?RD?2?50?100kg/h 121.1100L??0.826kmol/h
121.1