精馏例题分析和总结.docxVIP

例7—4 欲将 65000kg ／h含苯 45 ％、甲苯 55 ％(质量百分率，下同 )的混合液在一连续精馏塔内加以分离， 已知馏出液和釜液中的质量要求分别为含苯 95％和 2％，求馏出液和釜液的摩尔流率以及苯的回收率。 解 苯和甲苯的摩尔质量分别为 78kmol/kg 和92kg/mol 进料组成 x F ? 0.45 / 78 ? 0.4911 0.45 / 78 ? 0.55 / 92 产品组成 x D x ? 0.95 / 78 0.95 / 78 ? 0.05 / 92 ? 0.02 / 78 ? 0.9573 ? 0.0235 W 进料平均摩尔质量 0.02 / 78 ? 0.98 / 92 M ? x M F F A ? (1 ? x )M F B ? 0.4911? 78 ? (1 ? 0.4911) ? 92 ? 85.12kmol / kg 则 F ? 65000 ? 763.6kmol / h 85.12 根据式 (7 — 29) 得 x ? x  0.4911 ? 0.0235 D＝ F W F＝ ? 763.6 ? 382.4kmol / h x ? x D W 0.9573 ? 0.0235 ?所以 W ＝F－ D＝ 763.6 － 382.4 ＝ 381.2kmol/h ? 苯的回收率 ? 1 DxD ?100%＝382.4 ? 0.9573 ?100% ? 97.6% Fx 763.6 ? 0.4911 F 例7-5 分离例 7－ 4中的苯－甲苯溶液。已知泡点回流，回流比取 3。试求： 精馏段的气液相流量和精馏段操作线方程； 泡点进料和50℃冷液进料时提馏段的气液相流量和提馏段操作线方程。解： 精馏段的气液相流量和精馏段操作线方程 精馏段的气液流量由回流比及馏出液流量决定，即 V ? (R ? 1)D ? 4.0 ? 382.4 ? 1529.6kmol / h L ? RD ? 3.0 ? 382.4 ? 1147.2kmol / h 精馏段操作线方程由式（ 7－ 34 ）计算，即 R x 3 1 y ? x ? D ＝ x ? ? 0.9573 ? 0.75x ? 0.2393 R＋1 R＋1 3＋1 3 ? 1 提馏段的气液相流量和提馏段操作线方程 在其他操作参数一定的情况下，提馏段的气液相流量即操作线方程受进料热状况的影响。 ① 泡点进料， q=1 ，则由式（ 7－ 43 ）得 L?＝L＋qF＝1147.2 ? 763.6 ? 1910.8kmol / h V ? ? V ? (1 ? q)F ? 1529.6kmol / h 代入提馏段操作线方程（ 7－38）得 L? W 1910.8 381.2 ? 0.0235 y ? x ? x ＝ x ? ? 1.249x ? 0.00586 L? ? W L? ? W W 1529.6 1529.6 ② 50℃ 冷液进料. 根据x F ＝ 0.4911 ， 查常压下苯— 甲苯的t-x-y 图， 得泡点 t =94.2℃，露点 t b d =99.2℃。在平均温度为 (92.4+50) ／2=71.2℃下，查得苯和甲苯 的质量比热容为 1.83kJ ／(kg·℃)，于是料液在该温度下的比热容为 cPL ? 1.83? 85.12 ? 155.8kJ /(kmol.℃) 进料从94.2℃ 的饱和液体变为99.2℃ 的饱和蒸气时所要吸收的热量近似等于94.2℃料液的气化潜热（忽略蒸气显热的影响）。查得94.2℃时苯和甲苯的气化潜 热分别为 390kJ ／ kg和360kJ ／ kg，于是料液的气化潜热为 r=0.4911×390×78+（ 1－ 0.4911 ）×360×92＝ 31794.0 kJ ／ kmol q ? 1 ? (t PL b ? t ) 155.8 ? ?94.2 ? 50? F ? 1 ? ? 1.22 r 31794.0 所以提馏段的气液流量为 L ?=L+qF=1147.2+1.22 ×763.6=2078.8 kmol ／ h V ?=V-(1-q)F=1529.6-(1-1.22) ×763.6=1697.6kmol ／ h 代入提馏段操作线方程得 L? Wx 2078.8 381.2 ? 0.0235 y ? L? ? W x ? W L?? W L? ? x ? 1697.6  1697.6 ? 1.22x ? 0.00528 或求出精馏段操作线与 q线的交点 d的坐标，提馏段操作线是过 d(x x )这两点的一条直线。 w q 线方程： ，y )和b(x ， d W q x 1.22 0.4911 y ? x ? F ? x ? ? 5.54x ? 0.2323 q