精馏塔计算例题

【例4-1】 在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液。进料为汽-液混合物进料，进料中气相组成为0.428，液相组成为0.272，进料平均组成x F =0.35，假定进料中汽、液相达到平衡。要求塔顶组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的96%进入馏出液中。取回流比为最小回流比的1.242倍。试计算：（1）塔底产品组成；（2）写出精馏段方程；（3）写出提馏段方程；（4）假定各板效率为0.5，从塔底数起的第一块板上，上升蒸汽的组成为多少？

解题思路：

()W

x 1

问要求的，此法不通）

（第 3 1W

L Wx x W L L y Wx Dx Fx F m m W

D F -'--''

=+=+ W

F

D W D F x Fx Dx

W D F Wx Dx Fx 联立解得只要通过 96.0 , =+=+=

()1 21++=

+x x R R

y D n n ()n n n x a y 11-+= ()F

F F x x y 11-+=αα q

q m R =

1

1---=

q x x q q

y F ()F F f Fy q qFx Fx -+=1 （3）提馏段方程可以简化或代入提馏段方程本身求，也可以用两点式方程求得，即点（x w ，

x w ）和进料线与精馏线交点

（4）5.0 1

*

21

22=--=→→y y y y E y MV 逐板计算法

解题过程：

()0223

.0361.0193.0361.035.01

361.093

.035

.096.0

, 96.0 1=-⨯-=--

=

--=-=

⎩⎨⎧+=+==⨯=∴=F

D x F D

x D

F Dx Fx W Dx Fx x Wx Dx Fx W

D F F D Fx Dx D

F D

F D F W W D F F

D

得：由

()()()()()186.08.0 1

493

.014411 0

.422.3242.1242.1 22

.3272.0428.0428

.093.0 428

.0272

.0 07.03.27.012 7

.0 15.035

.015.05.011 5

.0 428.01272.035.0 1 1 12 2

, 272

.011272

.0428.0 11 22+=+++=+++=

∴=⨯===--=--=∴⎪⎩⎪⎨

⎧==∴=-+⇒⎪⎩⎪⎨

⎧+-=-=

+-=---=---=∴=∴⨯-+⨯=-+=∴-'=-+=

∴=∴⨯-+⨯=-+=

n n n D n n m q q q D m q q f F

F F n n n x y x R x x R R y R R x y y x R y x x x x y x x y x y x q x x q q y q q q y q F Fqx Fx F

L

L q q

q x

x

y a a a x a ax y 即：精馏段方程为：线的交点联立求解平衡线与进料即，进料线方程为：

气相所占分率为分率，则可视为进料中液相所占在汽、液混合进料中，：平衡线方程为

()()()0109

.049.11

361.05.0361.040223.01361.01361.05.0361.045

.0361.04111 311-=-++⨯⨯-+-++⨯+⨯=-++⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛-+

-++⋅+⋅

=-++-+

-+++=-+--++=-'--''=

++m m m W m W m W m W m m x y x F

D q F D R x F D x F D q F D R q

F D

R F

D qF RD x F D x F D qF RD qF

RD W

qF L Wx x W qF L qF L W L Wx x W L L y ()

即提馏段方程

由两点式直线方程有：解得：）的交点（又通过精馏线与进料线过点（又一解法：提馏段方程 0107.049.1 285.049.1414.0 285

.00223.0285

.0414.00223.0414.0 414

.0285

.0 7.0186.08.0 ,),, 1

21

12111

111111-=-=---=----=

--⎩⎨⎧==⇒⎩⎨⎧+-=+=x y x y x y x x x x y y y y y x x y x y y x x x W W

()0569

.0 5.00436

.00702.00436

.0 0702

.00364.010364.0212 0364

.049

.10107

.00436.049.10107.0 0107

.049.1 0436.00223

.010223

.0212 ?

4221*

21222*

22*2122112112=∴=--=--==+⨯=+==+=+=

∴-==+⨯=+=

=y y y y y y E x x y x y y x x y y x x x y x y y MV W W w 根据默弗里板效率公式成平衡关系与。服从提馏段操作线关系与成平衡关系。与如图所示，求

点评：此题对精馏这一章的，几乎所有主要知识点都复习到了。 1．全塔物料衡算方程和塔顶产品收率⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛F D

Fx

Dx 的概念；

2．平衡线方程；

3．进料状况参数q 的意义及L ′与L 的定量关系；

w