发布时间 : 星期日 文章中国石油大学（华东） - 石油化学工程基础 - 网络平台作业更新完毕开始阅读cc9c0c2ccc22bcd127ff0c1c
石油化学工程基础
一、在常压连续提馏塔中，分离两组分理想溶液，该物系平均相对挥发度为2.0。原料液流量为100kmol/h，进料热状态参数q为0.8，塔顶馏出液流量为60kmol/h，釜残液组成为0.01（易挥发组分摩尔分率）。 试求：①操作线方程； ②由塔内最下一层理论板下流的液相组成x。
N
解：(1)本题为提留塔，求操作线方程为提馏段操作线方程 y=L′V′WV′x?xw L′=V′+W 由已知得，L′=q×F=0.8×100=80kmol/h、V’=60kmol/h、xw=0.01 所以y=L′V′x?WV′xw=8060x?2060×0.01=1.333x?0.0033
(2)相平衡方程 y= y=αx1+ α?1 xαx ,α=2.0 1+ α?1 x=2x1+x 由于再沸器相当于一层理论版 y=2x1+x=2×0.011+0.01=0.0198 根据提馏段操作线方程得： xN=0.0198+0.0033=0.174
1.33
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二、在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。该物系的平均相对挥发度为2.5。原料液组成为0.35（易挥发组分摩尔分率，下同），饱和蒸汽加料。塔顶采出率为40%，且已知精馏段操作线方程为y =0.75x+0.20。
试求：①提馏段操作线方程； ②若塔顶第一板下降的液相组成为0.7，求该板的气相默弗里效率E。 mv1解：精馏段操作线方程为y=所以 1RR+1RR+1x+xR+1D1=0.75x+0.20
=0.75 , 解得：R=3 =0.8 x, xDR+1D=0.20 L=RD,V= R+1 D 采出率为40%，则 D=0.4F,W=0.6F xF=0.35 FxF=DxD+WxW 代入数据得：xW=0.05 由于是饱和蒸汽加料 q=0;L′=L,V=V′+F 所以L′=L=RD=1.2F,V′=V?F= 4×0.4?1 F=0.6F 提馏段操作线方程 y=
L′V′
x?
WV′
xw=
1.2F0.6F
x?
0.6F0.6F
×0.05=2x?0.05
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(2)要求塔顶第一板的EMv1 EMv1=
y1?y2
??yy12
y1=xD 、 y2=0.75x1+0.20=0.75×0.7+0.2=0.725
?
y1=
2.5x11+1.5x1
=
2.5×0.71+1.5×0.7
=0.85 =60% EMv1=
y1?y2??yy12=0.8?0.7250.85?0.725
三、用一连续精馏塔分离苯—甲苯混合液。进料为含苯0.4(质量分率，下同)的饱和液体，质量流率为1000kg/h。要求苯在塔顶产品中的回收率为98%，塔底产品中含苯不超过0.014。若塔顶采用全凝器，饱和液体回流，回流比取为最小回流比的1.25倍，塔底采用再沸器。全塔操作条件下，苯对甲苯的平均相对挥发度为2.46，塔板的液相莫弗里(Murphree)板效率为70%，并假设塔内恒摩尔溢流和恒摩尔汽化成立。 试求：①塔顶、塔底产品的流量D、W及塔顶产品的组成xD； ②从塔顶数起第二块板上汽、液相的摩尔流率； ③精馏段及提馏段的操作线方程；
④从塔顶数起第二块实际板上升气相的组成。
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解：苯的相对分子质量是78，甲苯的相对分子质量是92. 进料组成xF=釜液组成xW=
40784060+7892=0.44 =0.0165
0.40781.4781.498.6+7892原料的摩尔流量F=1000 由题意要求得DxDFxF+0.6092 =11.65kmol/h =0.98 所以DxD=0.98×11.65×0.44=5.023kmol/h 全塔物料很算式为D+W=11.65 苯的物料衡算方程式为DxD+WxW=FxF 代入数据求解得 W=6.242kmol/h,D=5.407kmol/h xD=0.928 (2)由题意得进料为饱和液体进料，则q=1,α=2.46 y=2.46x1+1.46x 2.46xq1+1.46xq xq=xF=0.44 yq= Rmin=xD?xqyq?xq=2.46×0.441+1.46×0.44=0.659 =0.928?0.6590.659?0.44=1.23 R=1.25Rmin=1.25×1.23=1.54 L=RD=1.54×5.407=8.326
V= 1+R D= 1+1.54 ×5.407=13.734 (3)精馏段操作线方程 Y=
RR+1
x+
1R+1
xD=
1.542.54
x+
11.54+1
×0.928
=0.606x+0.365