在一连续精馏塔内分离二元混合液 已知进料中易挥发组浓度xF=0.4(摩尔分数 下同) 以气液混合物进料 其摩尔比

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在一连续精馏塔内分离二元混合液,已知进料中易挥发组浓度xF=0.4(摩尔分数,下同),以气液混合物进料,其摩尔比气:液=2:3。要求塔顶产品浓度xD=0.97,残液浓度xW=0.02。若该系统的a=2,回流比R=1.8Rmin。试求:

  (1) 塔顶易挥发组分的回收率η;

  (2) 最小回流比Rmin;

  (3) 提馏段操作线的数值方程。

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答案解析

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  • (1) 欲求塔顶易挥发组分的回收率η,根据题设条件可知,应当从全塔物料衡算先确定塔顶产品的采出率,即F=D+W
       FxF=DxD+WxW
       则可得塔顶产品的采出率
       故塔顶易挥发组分的回收率可得到。
       (2) 最小回流比Rmin涉及三条操作线(精馏段操作线、提馏理操作线和q线)与平衡线的交点e(xe,ye),因此,联立前者任意一条操作线与平衡线方程即可求得xe,ye值。
       根据题设条件,相对挥发度α=2。气液混合物进料,其摩尔比气:液=2:3时,q=3/5=0.6,故列出
       q线方程与平衡方程
       解得交点e的坐标(xe,ye):xe=0.33,ye=0.5,故最小回流比计算得到。
       (3) 由全塔物料衡算知
       F=D+W
       0.4F=0.97D+0.02W
       得F=1.678W,D=0.67W
       由回流比定义式R=L/D,L=RD=1.8Rmin×D=1.8×2.76×0.67W=3.329W,又因q=0.6,故提馏段操作线的数值方程均易求得。