。原料中含苯044(摩尔分数,下同),进料为气液混合物,其中蒸汽与液体量的摩尔比为12。已知操作条件下物系的平均相对挥发度为25,操作回流比为最小回流比的15倍。塔顶采用全凝器冷凝,泡点回流,塔顶产品液中含苯096。试求:(1)操作回流比;(2)精馏段操作线方程;(3)塔顶第二层理论板的汽液相组成。解:⑴根据题意q23,故进料线方程:
y
qx23044xFx2x132q1q1231231αx25x25x1α1x1251x115x
相平衡线方程:y
f联立上述两式,可以求得xq0365,yq059则最小回流比:
Rmi
xDyqyqxq
09605916440590365
操作回流比:R15Rmi
15×16442466⑵精馏段操作线方程:
yRx2466096xDx07115x0277R1R12466124661
⑶塔顶第二层理论板的气液相组成由y1
25x1xD096得到x109057115x1
y207115x102770711509057027709214
由y2
25x209214,得到x208242115x2
9.用一精馏塔分离苯甲苯溶液,进料为气液混合物,气相占50(摩尔分数),进料混合物中苯的摩尔分率为060,苯与甲苯的相对挥发度为25,现要求塔顶、塔底产品组成分别为095和005(摩尔分率),回流比取最小回流比的15倍。塔顶分凝器所得的冷凝液全部回流,未冷凝的蒸气经过冷凝冷却后作为产品。试求:(1)塔顶塔底产品分别为进料量的多少倍?(2)塔顶第一理论板上升的蒸气组成为多少?解:(1)对全塔做总物料衡算以及对全塔做组分A的物料衡算,可以得到:
FDW
FxFDxDWxW
其中,xF060,xD095,xW005所以D
FxFxWF060050611FxDxW095005
WFDF0611F0389F
(2)气液平衡方程为:y
x25x25x11x1251x115x
f进料线方程为:y
xq0506xFxx12q1q1051051
xe0492联立上述方程,得,故进料线与相平衡线的交点为(04920708)。ye0708
最小回流比:Rmi
xDye0950708112yexe07080492
所以回流比为:R15Rmi
15112168分凝器相当于一块理论板,设离开分凝器的液相组成为x0:则xDy0
x025x009511x01251x0
可以得到x00884精馏段的操作线方程为:R11681yxxDx0950627x0354R1R116811681所r