第六章 蒸馏 (1)

第六章 蒸馏

1、在一连续精馏塔中分离苯含量为0.5（摩尔分数，下同）苯—甲苯混合液，其流量为100 kmol/h ，已知馏出液组成为0.95，釜液组成为0.05，试求（1）馏出液的流量和苯的收率；

（2）保持馏出液组成0.95不变，馏出液最大可能的流量。

解：（1）馏出液的流量和苯的收率

F W D W 0.50.0510050kmol h 0.950.05x x D F x x --==⨯=--

D F 500.95100%100%95%1000.5

Dx Fx η⨯=⨯=⨯=⨯ （2）当η=100%时，获得最大可能流量，即：

F max D 1000.5kmol/h 52.63 kmol/h 0.95

Fx D x ⨯=== 2、在连续精馏塔中分离A 、B 两组分溶液。原料液的处理量为100kmol/h ，其组成为0.45（A 的摩尔分数，下同），饱和液体进料，要求馏出液中易挥发组分的回收率为96％，釜液的组成为0.033。试求（1）馏出液的流量和组成；（2）若操作回流比为2.65，写出精馏段的操作线方程；（3）提馏段的液相负荷。

解：（1）由全塔物料衡算，可得

D F 0.960.961000.4543.2 kmol/h Dx Fx ==⨯⨯=

()W 10.961000.45 1.8 kmol/h

Wx =-⨯⨯=

1.80.033W ==54.55 kmol/h 10054.5545.45/D F W kmol h =-=-=

9505.045

.452.43D ==x （2）精馏段操作线方程

1D 1 2.650.95050.7260.260411 3.65 3.65

n n R y x x x x R R +=+=+=+++ （3）提馏段的液相负荷

L L 2.6545.451100220.4 kmol/h qF RD qF '=+=+=⨯+⨯=

3、在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。进料量为60 kmol/h ，其组成为0.46（易挥发组分的摩尔分数，下同），原料液的泡点为92℃。要求馏出液的组成为0.96，釜液组成为0.04，

操作回流比为2.8。试求如下三种进料热状态的q 值和提馏段的气相负荷。（1）40 ℃冷液进料；（2）饱和液体进料；（3）饱和蒸气进料。（已知：原料液的汽化热为371 kJ/kg ，比热容为1.82 kJ/kg ·℃） 解：F W D W 0.460.046027.39 kmol/h 0.960.04

x x D F x x --==⨯=-- 6027.3932.61 kmol/h W =-=

（1）40 ℃冷液进料

()()255.1371

409282.111F b P =-+=-+=r t t c q ()()()()11 2.8127.391 1.25560119.4kmol/h V R D q F '=+--=+⨯--⨯=

（2）饱和液体进料， q = 1

()1 3.827.39104.1kmol/h V V R D '==+=⨯=

（3）饱和蒸气进料，q = 0

104.16044.1kmol/h V V F '=-=-=

4、在连续操作的精馏塔中分离两组分理想溶液。原料液流量为50 kmol/h ，要求馏出液中易挥发组分的收率为94％。已知精馏段操作线方程为y = 0.75x +0.238；q 线方程为y = 2-3x 。试求（1）操作回流比及馏出液组成；（2）进料热状况参数及原料的总组成；（3）两操作线交点的坐标值x q 及y q ；（4）提馏段操作线方程。

解：（1）75.01

=+R R 及238.01D =+R x 解得：R = 3，x D = 0.952

（2）31q q =--及21F =-q

x q = 0.75（气液混合进料），x F = 0.5

（3）联立操作线及q 线两方程，即

238.075.0+=x y

23y x =-

解得：x q = 0.4699及y q = 0.5903

（4）'

'1W L V V m m W y x x +'=-''

式中：

F

D 0.94500.524.68kmol/h 0.952

Fx D x η⨯⨯=== 5024.6825.32/W F D kmol h =-=-=

()()F W 110.94500.50.059225.32

Fx x W η--⨯⨯===

L 324.680.7550111.54/L qF RD qF kmol h '=+=+=⨯+⨯=

''111.5425.3286.22/V L W kmol h =-=-=

'''1111.5425.320.0592 1.2940.0173986.2286.22

m m m y x x +=-⨯=- 5、在板式精馏塔中分离相对挥发度为2的两组分溶液，泡点进料。馏出液组成为0.95（易挥发组分的摩尔分数，下同），釜残液组成为0.05，原料液组成为0.6。已测得从塔釜上升的蒸气量为93 kmol/h ，从塔顶回流的液体量为58.5 kmol/h ，泡点回流。试求（1）原料液的处理量；（2）操作回流比为最小回流比的倍数。

解：（1）对于泡点进料，q = 1

()V V 193kmol/h R D '==+=

9358.534.5/D V L kmol h =-=-=

W F D =-

则：()0.60.9534.534.50.05F F =⨯+-⨯

解得：56.45/F kmol h =

（2）'(1)V V R D ==+

93(134.5R =+⨯）

R = 1.70

对于泡点进料：0.6q F x x ==

20.60.751(1)1(21)0.6

q q q x y x αα⨯===+-+-⨯ min min 0.950.750.571410.950.6

D q D q x y R R x x --===+-- min 1.333R =