操作型问题计算 例1某连续操作精馏塔如图所示，已知料液摩尔组成x=0.2,料 液以饱和液体状态直接加入塔釜，塔顶设全凝器，全塔共两块理 论板（包括塔釜），塔顶摩尔采出率D/F=1/3,回流比R=1,泡 点回流，此条件下物系的相平衡关系可表示为y=4x,试计算 Xw=? .XD W,Xw
操作型问题计算 例1 某连续操作精馏塔如图所示，已知料液摩尔组成xF=0.2，料 液以饱和液体状态直接加入塔釜，塔顶设全凝器，全塔共两块理 论板（包括塔釜），塔顶摩尔采出率D/F=1/3，回流比R=1，泡 点回流，此条件下物系的相平衡关系可表示为y=4x，试计算 xW=? D,xD F,xF W, xW
F=D+W 操作型问题举例 FxE Dxp +Wxw D D D =0.6-2xw-(1)F R R+1 .xp=0.5xn+0.5xp R=1D/f=1/3 R+1 yI=XD q=1 Y2 x=4=0.25x xp=0.2 y=4x 4 Jy2=0.5x1+0.5xp=0.625xn W,Kw y2=4xw 0.625xD=4xm (2) 解式1、2得：xw=0.0714
( ) 3 1 3 1 1 0.2 1 F W W F W F W D x F D x F D x D Fx F D x D Fx Wx x − − = − − = − − = − = = 0.6 − 2x W R=1 D/F=1/3 y1 q=1 x1 y2 xF =0.2 W, xW y2 = 4x W n D D n n x x R x x R R y 0.5 0.5 1 1 1 = + + + + + = D D D D y x x x x y x y x 0.5 0.5 0.625 0.25 4 2 1 1 1 1 = + = = = = 0.625xD = 4x W -（1） -（2） 解式 1、2 得：x W = 0.0714 操作型问题举例 = + = + FxF DxD WxW F D W 1 y=4x
例2：由一层理论板及塔釜组成的常压连续回收塔，每小时加 入甲醇水溶液100kmo,其中甲醇含量为0.3（摩尔分率，下 同)，要求塔顶得到甲醇含量为06的馏出液。塔顶采用全凝 器，泡点进料，由于该塔只有一层板，且料液就在这一板上加 入，故塔可以不用回流。在操作范围内，相对挥发度o=5.8。 试求： (1)釜液组成： (2)塔顶馏出液量(kmol/h)。 解：（1)釜液组成 F-D+W Fx=Dxp +Wxw D-F,-x）_100x0.3-xm）_30-10.xm XD-XW 0.6-xw 0.6-xw (1)
例2:由一层理论板及塔釜组成的常压连续回收塔，每小时加 入甲醇水溶液100kmol，其中甲醇含量为0.3（摩尔分率，下 同），要求塔顶得到甲醇含量为0.6的馏出液。塔顶采用全凝 器，泡点进料，由于该塔只有一层板，且料液就在这一板上加 入，故塔可以不用回流。在操作范围内，相对挥发度＝5.8 。 试求： （1）釜液组成； （2）塔顶馏出液量（kmol/h）。 y1 D,xD F,xF L x1 y W W, xW 解: （1）釜液组成 = + = + FxF DxD WxW F D W ( ) ( ) W W W W D W F W x x x x x x F x x D − − = − − = − − = 0.6 30 100 0.6 100 0.3 （1）
每小时加入甲醇水溶液100kmol,其中甲醇含量为0.3，要 求塔顶得到甲醇含量为0.6的馏出液。泡点进料，0=5.8。 J1=xD=0.6 0.6 =0.205 a-(a-1y15.8-4.8×0.6 L'=F,V'=V=D F.Xp L'1 Wxw F FXE-DXD yw= x-y=1 X- D ×0.205-100×0.3-D×0.6 100 (2) D D OXW 5.8xw (3) w=1+a-1)xw1+4.8xw 将式1、3代入式2得： 5.8xw =0.6-95×0.6-xm) 1+4.8x 30-100xw
每小时加入甲醇水溶液100kmol，其中甲醇含量为0.3，要 求塔顶得到甲醇含量为0.6的馏出液。泡点进料，＝5.8 。 y1 D,xD F,xF L x1 y W W, xW ( ) W W W W W x x x x y 1 4.8 5.8 1 1 + = + − = ( ) W W W W x x x x 30 100 9.5 0.6 0.6 1 4.8 5.8 − − = − + （2） （3） y1 = xD = 0.6 ( ) D D D D Fx D x x D F V Wx x V L y L F V V D y y x W F D W 100 0.3 0.6 0.205 100 0.205 5.8 4.8 0.6 0.6 1 1 1 1 1 1 − = − − = − − = = = = = − = − − = ， 将式1、3代入式2得：
解之得：xw=0.0914 xw=0.396（舍去) (2)馏出液量(kmol/h) F.XE D=Fe-xm_100×0.3-w）_30-100x XD-XW 0.6-xw 0.6-xw D=41.01kmol/h
y1 D,xD F,xF L x1 y W W, xW x W = 0.396 解之得： x W = 0.0914 D=41.01kmol/h （舍去） （2）馏出液量（kmol/h） ( ) ( ) W W W W D W F W x x x x x x F x x D − − = − − = − − = 0.6 30 100 0.6 100 0.3
设计型问题举例 Xp-Yp Yp-xp 例1用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量 100kmol/h,加料组成为50%，塔顶产品组成xp=95%,产 量D=50kmol/h,塔釜间接蒸汽加热。回流比R=2 Rmin,设 全部塔板均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度o =3。 求： （1)最小回流比Rmin; （2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量； (3)列出该情况下提馏段操作线方程。 解：（1)最小回流比Rmn axp3×0.5 %=1+(a-1)x。1+2x0.5 0.75 R-。-095-075-08 yp-xp0.75-0.5 xXF
例1用常压精馏塔分离双组分理想混合物，泡点进料，进料量 100kmol/h，加料组成为50%，塔顶产品组成xD=95%，产 量D=50kmol/h，塔釜间接蒸汽加热。回流比R=2Rmin，设 全部塔板均为理论板，以上组成均为摩尔分率。相对挥发度 ＝3。 求： （1）最小回流比Rmin； （2）精馏段和提馏段的上升蒸汽量； （3）列出该情况下提馏段操作线方程。 解：（1）最小回流比Rmin * min * 0.95 0.75 0.8 0.75 0.5 D p p p x y R y x − − = = = − − ( ) * 3 0.5 0.75 1 1 1 2 0.5 p p p x y x = = = + − + Dx a xW x b xF d2 * P p y 设计型问题举例 * min * D p p p x y R y x − = −
L=RD L'=L+qF V=(R+1)DV=V+(q-1)F 泡点进料，进料量100kmol/h,加料组成为50%，塔顶产 品组成xp=95%,产量D=50kmol/h,回流比R=2Rmin, 设全部塔板均为理论板，相对挥发度o=3。 (2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量 R=2Rmin=2×0.8=1.6 V=(R+1D=1.6+1x50=130kmol/h 上=1 V'=V+(g-1)F=V =130kmol h 105 L'=RD+qF=1.6×50+1×100=180kmol/h (3)列出该情况下提馏段操作线方程 Ww=Fxp-DxD=100×0.5-50×0.95=2.5kmol/h Wx y= '.m_180_2.5 =1.38x-0.0192 ”V'130130
( ) ( ) V V (q )F V kmol h V R D kmol h R R 1 130 / 1 1.6 1 50 130 / 2 min 2 0.8 1.6 = + − = = = + = + = = = = L = RD + qF = 1.650 + 1100 = 180kmol / h Wxw = FxF − DxD = 1000.5− 500.95 = 2.5kmol / h 1.38 0.0192 130 2.5 130 180 = − = − − = x x V Wx x V L y w （2）精馏段和提馏段的上升蒸汽量 （3）列出该情况下提馏段操作线方程 泡点进料，进料量100kmol/h，加料组成为50%，塔顶产 品组成xD=95%，产量D=50kmol/h，回流比R=2Rmin， 设全部塔板均为理论板，相对挥发度＝3。 = + = V R D L RD ( 1) = + − = + V V q F L L qF ' ( 1) ' V Wx x V L y w − = D=50 xD=0.95 W, xW F=100 xF=0.5
设计型问题举例 例2用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物，原料 中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.9（以上为摩尔分 率)。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度α= xD=0.9 2.5,操作回流比为最小回流比的1.5倍，塔顶采用 全凝器。试求离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。 解：进料为饱和蒸汽q=0 yp 0.40 a-(a-1)y。2.5-(2.5-1)×0.40 021 Rm-Xn-=0.9-0.40 =2.63 y。-x。0.40-0.21 R=1.5Rim=1.5×2.63=3.945 精馏段操作线方程为：y1=R+,+R+1 R
设计型问题举例 例2 用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物，原料 中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.9(以上为摩尔分 率)。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相对挥发度＝ 2.5，操作回流比为最小回流比的1.5倍，塔顶采用 全凝器。试求离开塔顶第二层理论板的蒸汽组成。 进料为饱和蒸汽 q = 0 ( ) ( ) * 0.40 0.21 1 2.5 2.5 1 0.40 p p p y x y = = = − − − − min * 0.9 0.40 2.63 0.40 0.21 D p p p x y R y x − − = = = − − R = 1.5Rmin = 1.52.63 = 3.945 Dx a xW x b xF P 精馏段操作线方程为： 解： xD=0.9 1 y 2 y 1 x 1 1 1 + + + + = R x x R R y D n n
例2用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物， 原料中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.9（以上 为摩尔分率)。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相 对挥发度=2.5，操作回流比为最小回流比的 xD=0.9 1.5倍，塔顶采用全凝器。试求离开塔顶第二 层理论板的蒸汽组成。 ym1=。,xn+D_3.945 5.,0.9 +R+14945.+ =0.798xn+0.182 4.945 XD 0.9 x=a-a-10x,2.5-1.5x0.9 =0.783 y2=0.798x1+0.182=0.798×0.783+0.182=0.807
例2 用常压连续精馏塔分离苯一甲苯混合物， 原料中含苯0.40，塔顶馏出液中含苯0.9(以上 为摩尔分率)。进料为饱和蒸汽，苯对甲苯的相 对挥发度＝2.5，操作回流比为最小回流比的 1.5倍，塔顶采用全凝器。试求离开塔顶第二 层理论板的蒸汽组成。 0.798 0.182 4.945 0.9 4.945 3.945 1 1 1 = + = + + + + + = n n D n n x x R x x R R y ( ) 0.783 2.5 1.5 0.9 0.9 1 1 = − = − − = D D x x x 0.798 0.182 0.798 0.783 0.182 0.807 y2 = x1 + = + = Dx a xW x b xF d2 e xD=0.9 1 y 2 y 1 x
练习题 1.某连续操作的精馏塔，泡点进料。已知操作 线方程如下， 精馏段y=0.8x+0.172 提馏段 y=1.3x-0.018 试求塔顶液体回流比R、馏出液组成、塔釜汽 相回流比R'、釜液组成及进料组成
练习题 1.某连续操作的精馏塔，泡点进料。已知操作 线方程如下， 精馏段 提馏段 试求塔顶液体回流比R、馏出液组成、塔釜汽 相回流比R'、釜液组成及进料组成。 y x = + 0 8 0 172 . . y x = − 1 3 0 018 .