9-17一精馏塔有20块理论板,用来分离苯(B)和 四氯化碳(A)的混合液,常压操作,料液含四氯化 碳0.6(摩尔分数,下同),要求塔底釜残液中含四氯 化碳不高于02,试问塔顶产品中四氯化碳含量 最高可以达到多少? 苯和四氯化碳的蒸汽压数据如下 温度(C)80.027937887857877.677.176.6 B蒸汽压10133988978973397069689666 A蒸汽压(kPa)1773113.46110.801076010533103.20101.33 00.1320.2250.2970.4050.5310.7141.00 00.1530.2620.3380.4300.5520.7271.00 相对挥发度 1.191.161.141.11 1.09 解: 首先求汽液平衡关系.汽相用道尔顿分压定律, 液相用拉乌尔定律,联立求解可以得到平衡关系 便可以画出y-x图 层次1: 求出各温度下的相对挥发度 平均相对挥发度a=(119*1.07)12=113 当回流比增加时塔顶浓度增加;回流比最大时为 全回流.此时可以应用芬斯克方程: N=lgl(xp/1-xD(1-xw/xw)/g a=20+1?)
9-17 一精馏塔有 20 块理论板, 用来分离苯(B)和 四氯化碳(A)的混合液, 常压操作, 料液含四氯化 碳 0.6(摩尔分数,下同), 要求塔底釜残液中含四氯 化碳不高于 0.2, 试问塔顶产品中四氯化碳含量 最高可以达到多少? 苯和四氯化碳的蒸汽压数据如下: 温度(C) 80.02 79.3 78.8 78.5 78 77.6 77.1 76.6 B 蒸汽压 101.33 98.8 97.8 97.33 97.06 96.8 96.66 A 蒸汽压(kPa) 117.73 113.46 110.80 107.60 105.33 103.20 101.33 X 0 0.132 0.225 0.297 0.405 0.531 0.714 1.00 Y 0 0.153 0.262 0.338 0.430 0.552 0.727 1.00 相对挥发度 1.19 1.16 1.14 1.11 1.09 1.07 解: 首先求汽液平衡关系. 汽相用道尔顿分压定律, 液相用拉乌尔定律,联立求解可以得到平衡关系. 便可以画出 y-x 图. 层次 1: 求出各温度下的相对挥发度. 平均相对挥发度α=(1.19*1.07)1/2=1.13 当回流比增加时,塔顶浓度增加; 回流比最大时为 全回流. 此时可以应用芬斯克方程: N=lg[(xD/1-xD)(1-xW/xw)]/lgα=20+1(?)
便可以求得 XD=077 与图解法相比有出入,原因在那里呢? 图解误差;此处为平均相对挥发度 问题:(1)对不对?有没有道理? (2)该结果与进料状态,进料组成和进料位置都 没有关系,显然不能完全符合题意 层次2: 以上浓度只有在进料量为0时才能成立.否则便只有 进料而没有出料,便永远不能达到实用要求,以上计算 也就没有意义了.对于实际情况,回流比不可能为无穷 大,最大值只能是某一个确定值,该值对应于负荷性能 图上的上限点 在回流比确定之后,精馏段操作线的斜率便可确定 若假设进料为泡点进料,则q线也可确定.设F点.则 WFD操作线可知,若画阶梯刚好为21块,则所设之F 点为正确.此时xD便可求出
便可以求得 xDmax=0.77 与图解法相比有出入,原因在那里呢? 图解误差; 此处为平均相对挥发度. 问题: (1) 对不对? 有没有道理? (2) 该结果与进料状态, 进料组成和进料位置都 没有关系, 显然不能完全符合题意. 层次 2: 以上浓度只有在进料量为 0 时才能成立. 否则便只有 进料而没有出料,便永远不能达到实用要求, 以上计算 也就没有意义了. 对于实际情况, 回流比不可能为无穷 大, 最大值只能是某一个确定值, 该值对应于负荷性能 图上的上限点. 在回流比确定之后, 精馏段操作线的斜率便可确定. 若假设进料为泡点进料, 则 q 线也可确定. 设 F 点. 则 WFD 操作线可知, 若画阶梯刚好为 21 块, 则所设之 F 点为正确. 此时 xD 便可求出
问题:(1)还需要校核液泛.由物料衡算可以求出D 和W,进而可以求出L和V.便可以校核是否液泛,若 不液泛,还可以提高R. (2)此时的进料位置很有可能于实际情况不符.这 又该怎么办呢? 层次3:若在层次2中求出的进料位置为第n块板.而 实际的进料位置有n+3,n+1和n-1三个.此时你会选择 哪一个呢? 若选择n-1块,则提馏段板数比刚才增加精馏段板数则 减少.若仍然用刚才的最大回流比,则xD会比以前减小 (1.F点上移时,x下降,xD不可能还是刚才的值;2.若F 点下移,则xw变小,xD会变小.这是可能的
问题: (1) 还需要校核液泛. 由物料衡算可以求出 D 和 W, 进而可以求出 L 和 V. 便可以校核是否液泛, 若 不液泛, 还可以提高 R. (2) 此时的进料位置很有可能于实际情况不符. 这 又该怎么办呢? 层次 3 : 若在层次 2 中求出的进料位置为第 n块板. 而 实际的进料位置有 n+3, n+1 和 n-1 三个. 此时你会选择 哪一个呢? 若选择 n-1块, 则提馏段板数比刚才增加,精馏段板数则 减少. 若仍然用刚才的最大回流比, 则 xD会比以前减小 (1. F 点上移时,xw下降, xD不可能还是刚才的值; 2. 若 F 点下移, 则 xW 变小, xD 会变小. 这是可能的)