化学工程基础 kj6.ppt

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1、精精馏馏习习题题课课第第六六章章1 主要掌握的内容主要掌握的内容 1.相对挥发度定义相对挥发度定义;2.理想溶液的相平衡方程理想溶液的相平衡方程;3.物料衡算式物料衡算式;4.三条操作线方程三条操作线方程;5.热状态参数的确定热状态参数的确定;6.回流比与最小回流比的计算回流比与最小回流比的计算 7.理论塔板数计算理论塔板数计算,图解法图解法,逐板计算法逐板计算法,捷捷 算法。算法。2主要公式主要公式：3 5.泡点进料泡点进料 q=1 露点进料露点进料 q=0 气液混合物进料气液混合物进料 q=液相所占分率液相所占分率 8.L =L+q F V =V+(q 1)F4 连续精馏塔分离含苯连续精馏

2、塔分离含苯40%(mol%)的苯的苯甲苯混合液，要求塔顶馏分含苯甲苯混合液，要求塔顶馏分含苯90%。釜产品含。釜产品含苯不大于苯不大于10%，回流比采用最小回流比的，回流比采用最小回流比的1.6倍，倍，塔顶采用全凝器，进料量为塔顶采用全凝器，进料量为100kmol/h,求：求：1.求塔顶采出率及回收率；求塔顶采出率及回收率；2.当进料为当进料为20的冷液时的冷液时,塔顶冷凝器的冷凝量、塔顶冷凝器的冷凝量、气化的蒸气量、提馏段的回流量；气化的蒸气量、提馏段的回流量；3.自塔顶向下数，第二块理论板上升蒸气组成；自塔顶向下数，第二块理论板上升蒸气组成；4.自塔釜向上数，第一块理论板回流液的组成；自塔

3、釜向上数，第一块理论板回流液的组成；5.加料板上的气液含量；加料板上的气液含量；56.由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置；由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置；7.由图中求由图中求(3)、（、（5）所问；）所问；8.如果采用泡点进料，最小回流比应为多少？如果采用泡点进料，最小回流比应为多少？9.如进料为气液各占一半的情况如进料为气液各占一半的情况,用简捷法求理论用简捷法求理论板数及加料板位置板数及加料板位置;10.比较冷液、泡点、气液混合物的比较冷液、泡点、气液混合物的Rmin，说明了说明了什么问题？什么问题？已知：已知：（苯）苯）=93kcal/kg （甲苯）甲苯）=86 kcal

4、/kg cp（苯）苯）=cp（甲苯）甲苯）=1.84kJ/kg61.求塔顶采出率求塔顶采出率(D/F)及回收率及回收率(DxD/FxF)；解方程组得解方程组得:D =37.5 kmol/h W=62.5 kmol/h D/F=37.5/100 =0.375 DxD/FxF=0.3750.9/(1000.4)=0.84472.当进料为当进料为20的冷液时的冷液时,塔顶冷凝器的冷凝量、塔顶冷凝器的冷凝量、气化的蒸气量、提馏段的回流量气化的蒸气量、提馏段的回流量；求求:V、V 、L V=L+D =DR+D L R RminV =V+（q-1）FL =L+qFV 、L qt t=泡点温度泡点温度-进料

5、温度进料温度 *泡点温度由物系的相泡点温度由物系的相平衡关系与含量得到。平衡关系与含量得到。810695850.10.40.9x-y9Cpt=(0.41.8478+0.61.8492)(95-20)=11925 kJ/kmol =(0.4 93 78+0.6 86 92)4.18 =31972 kJ/kmol q=(11925+31972)/31972=1.37 q 线方程线方程:10求最小回流比与回流比求最小回流比与回流比求操作平均温度求操作平均温度:t=(85+106)/2=95查查 95时时,苯和甲苯的饱和蒸气压分别为苯和甲苯的饱和蒸气压分别为:PA0=155.7 kPa PB0=63.

6、3 kPa =PA0/PB0 =155.7/63.3=2.4611 R=1.6Rmix=1.60.944=1.51xq、yq 为为相平衡线与任一操作线交点坐标值。相平衡线与任一操作线交点坐标值。12 V=L+D=R D+D =37.5 1.51+37.5 =94.13 kmol/h V=V+(q 1)F =94.13+(1.37 1)100 =131.13 kmol/h L=L+q F=R D+q F =1.51 37.5+1.37 100 =193.6 kmol/h133.自塔顶下数，第二块理论板上升蒸气组成；自塔顶下数，第二块理论板上升蒸气组成；y1=xD=0.9144.自塔釜向上数，第一

7、块理论板回流液自塔釜向上数，第一块理论板回流液 组成；组成；=1.478 x-0.0477yw=1.478 x1-0.0477x1=0.175155.加料板上的气液含量；加料板上的气液含量；xq是逐板计算法中加料板的判断依据。是逐板计算法中加料板的判断依据。16 6.由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置；由图解法求所需理论板数，并指出进料的位置；理论板为：理论板为：7块块 加料板为：加料板为：第第4 4块板块板 177.由图中求由图中求(3)、（、（5）所问；）所问；18如果已知下图如果已知下图,求最小回流比求最小回流比yq yq=0.7xq=0.48xD=?xW=?xF =?19泡点进料

8、泡点进料 xq=xF=0.4 8.如果采用泡点进料，最小回流比应为多少？如果采用泡点进料，最小回流比应为多少？209.如进料为气液各占一半的情况如进料为气液各占一半的情况,用简捷法求理论用简捷法求理论板数及加料板位置板数及加料板位置;*q q值等于进料中液相所占分率值等于进料中液相所占分率R=1.61.858=2.9721最少理论塔板数最少理论塔板数22最少理论塔板数最少理论塔板数23如何确定加料板位置如何确定加料板位置(即确定精馏段板数即确定精馏段板数)24热状态参数的变化对最小回流比的影响热状态参数的变化对最小回流比的影响*进料带进的热量升高进料带进的热量升高,回流液的量应增加回流液的量应

9、增加。进料状况进料状况 q Rm 冷液冷液 1.37 0.944 泡点泡点 1 1.26 气液混合物气液混合物 0.5 1.85825已知：精馏段方程已知：精馏段方程 y=0.8 x+0.172 提馏段方程提馏段方程 y=1.3 x-0.018露点加料露点加料,求求:(1)R、xD、xW、xF;（2）当当F=100kmol/h，求求 D、W、L、V。解：解：26求求:xW 精馏段方程精馏段方程 y=0.8 x+0.172 提馏段方程提馏段方程 y=1.3 x-0.018 xW=0.06对角线方程对角线方程 y=x xW=0.0627 露点加料露点加料 求：求：xF 0.8 x+0.172=1.

10、3 x-0.018 xq=0.38 yq=0.476 xF=yq=0.476 精馏段方程精馏段方程 y=0.8 x+0.172 提馏段方程提馏段方程 y=1.3 x-0.01828（2）当）当F=100 kmol/h，求求 D、W、L、VD52 kmol W=48 kmolL=R D=452208 kmolq=0V=V F=(L+D)-F =208+52 100=160 kmol29习题答案习题答案4.（1）2.44 （2）y=2.44x/(1+1.44x)7.D=1280 W=3720 x=0.93788.(1)F=788.6 W=608.6 (2)R=3.729.(1)V=116.2 (2)R=1.9510.xF=0.38 xD=0.86 xW=0.06 R=411.L=118.7 V=158.214.q=1.34 q=0.5718.Rm1=1.5 Rm2=2.1719.N=14.4 30