精馏计算题.doc

1、每小时分离乙醇-水混合液2360kg的常压连续精馏塔，塔顶采用全凝器，进料组成xF=0.2。现测得馏出液组成xD=0.8，釜液组成xW=0.05，精馏段某一块板上的汽相组成为0.6，由其上一板流下的液相组成为0.5（以上均为摩尔分率）。
试求： 1.塔顶馏出液量及釜液排出量；
2.回流比。
解：（1）设料液的平均分子量为，则
料液的摩尔流率

即
解之得
（2） 由

2、用板式塔在常压下分离苯---甲苯溶液，塔顶采用全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，平均相对挥发度为2.47，进料量为150kmol/h，组成为0.4(mol%)的饱和蒸汽，回流比为4，塔顶馏出液中苯的回收率为0.97，塔釜中甲苯的回收率为0.95，求：
（1）塔顶馏出液及釜液的组成；
（2）精馏段与提馏段操作线方程；
（3）回流比与最小回流比的比值；
（4）全回流操作时，塔顶第一块板的汽相莫弗里板效率为0.6，全凝器液相组成为0.98，求由塔板第二块的汽相组成。
解：（1）；；;

解得：
（2）精馏段操作线方程：
饱和蒸汽进料：q=0
提馏段操作线方程：

（3）q线方程为：
饱和蒸汽进料时：q=0，故由上式得：

（4）
（全回流操作线方程为）

3、某连续精馏塔进料液中含易挥发组分55%（mol%，下同），与此相平衡的汽相组成为75%，要求塔顶产品含易挥发组分95%，饱和液体进料。求：
（1）最小回流比；
（2）若加料板上液体组成与进料组成相同，回流比为1.5时，求进料板上一板流下的液体组成。

解：（1）饱和液体进料时：q=1
由q线方程：得：；由已知：
故：
（2）；由精馏段操作线方程有：

4、用连续精馏塔每小时处理100kmol、含苯40%和甲苯60%的混合物，要求馏出液中含苯90%，残液中含苯1%（组成均为mol%），求：
（1）馏出液和残液各多少kmol/h？
（2）饱和液体进料时，已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol，求R=?
解：（1）
解得：
（2）
故：

5、用常压连续精馏塔分离某二元理想混合物，已知相对挥发度a=3，加料量F=10kmol/h，饱和蒸汽进料，进料中易挥发组分浓度为0.5（mol%，下同），塔顶产品浓度为0.9，塔顶蒸汽全凝液于泡点下回流，回流比R=2Rmin，易挥发组分的回收率为90%，塔釜为间接蒸汽加热，试求提馏段上升蒸汽量？
解：由q线方程知： q=0时：
由相平衡方程：有：

易挥发组分回收率：

由已知饱和蒸汽进料：

6、在连续精馏塔中，精馏段操作线方程y = 0.75x + 0.2075，q线方程为
y =－0.5x + 1.5xF，求：
（1）回流比R和馏出液组成xD；
（2）进料的q值，并判断进料状态；
（3）当进料组成为0.44时，精馏段与提馏段操作线交点处xq值为多少？
解：（1）精馏段操作线方程为：
故有： 解得：
（2）q线方程为：
故有： （或）
解得：
因 ， 故：进料为汽液混合进料

（3）由

解得：
7、某精馏塔用于分离苯---甲苯混合液，泡点进料，进料量30kmol/h，进料中苯的摩尔分率为0.5，塔顶、塔底产品中含苯分别为0.95和0.10，采用回流比为最小回流比的1.5倍，操作条件下a=2.40，试求：
（1）塔顶、塔底的产品量；
（2）若塔顶设全凝器，各塔板可视为理论板，求离开第二块板的蒸汽和液体组成。
解：（1）
解得：
（2）泡点进料时：q=1
由q线方程：得：；
由相平衡方程有：

对于全凝器，有
由有：
由操作线方程有：
由有：

8、精馏塔采用全凝器用以分离平均相对挥发度为2的某理想溶液，已知原料液的总浓度为0.5（mol%，下同），塔顶馏出液浓度为0.96，实际回流比为最小回流比的1.5倍，进料为气液两相共存且汽相和液相的分子数相等，求离开第二块理论板的汽相组成。
解：由于汽相和液相的分子数相等，由q为液相分率的定义有：
故q线方程为
由和
解得：

精馏段操作线方程为：

对于全凝器，有
由有：

9、某精馏塔在常压下分离苯和甲苯混合液，此时该塔的精馏段和提馏段操作线方程分别为和，每小时送入塔内75kmol的混合液，进料为泡点下的饱和液体，试求精馏段和提馏段上升的蒸汽量为多少？
解：精馏段操作线方程：
故有： 解得：
由
可求出交点
泡点进料时：q=1
由q线方程：得：
因提馏段操作线过点（）
故
由 有：
解得：

q=1时：