(1) 提馏段操作方程提馏段操作方程yn?1?W?F?DWxLxn?WVVxW?(1??D)FxFWV?2.2VminL?L?qF?RD?FVmin?(Rmin?1)D?FRmin?xD?yeye?xeye?xFV?(R?1)D?F?2.2VminDxDFxF?D?露点进料ye xe??????1?ye
⑵ 进入第一块理论板(由塔顶往下数)的气相浓度
y1=xD相平衡方程x1精馏段操作方程y1=xDy2y2
解: ⑴ 求提馏段操作方程
ynx=xxn?相平衡方程??(??1)ynxDR1精馏段操作方程yn?1?xn?xR?1R?1
0D1
?D?D?0.98DxD 0.95? D?43.62kmol/h
100?0.45FxFW?F?D?100?43.62?56.38kmol/h
xW?(1??)FxF(1?0.95)?100?0.45??0.040
W56.38
饱和蒸汽加料，q?0，ye?xF?0.45
xe?
ye0.45??0.214
?????1?ye3?2?0.45
Rmin?
xD?ye0.98?0.45??2.25
ye?xe0.45?0.214
13
Vmin?(Rmin?1)D?F?(2.25?1)?43.62?100?41.77kmol/h
V?2.2Vmin?2.2?41.77?91.89kmol/h V?(R?1)D?F
R?(V?F)/D?1?(91.89?100)/43.62?1?3.40
L?RD?3.40?43.62?148.31
提馏段操作方程：
yn?1?WxL148.3156.38?0.040xn?W?xn??1.614xn?0.024 5
91.8991.89VV线
方
程
:
⑵ 求进入第一块理论板的气相浓度
精馏段操作
yn?1?xR3.400.98xn?D?xn??0.773xn?0.223 R?1R?13.40?13.40?1 y1?xD?0.98
0.98x1??0.942
3.0?2.0?0.98 y2?0.773?0.942?0.223?0.951
⑶上述设计的塔在操作时，若因故塔釜停止加热，欲维持xD不变，应保持精馏段操作线斜率不变，即R不变，而此时精馏塔无提馏段，只有精馏段，故
塔釜停止加热时精馏段上升蒸汽流量 V??F?(R?1)D? 塔釜正常加热时精馏段上升蒸汽流量 V?V?F?(R?1)D
显然，停止加热时馏出液流率减小。所以，若塔釜停止加热，欲维持xD不变，则降低塔顶产品采出率。
100?(3.40?1)D? D??22.73kmol/h
xW?FxF?DxD100?0.45?22.73?0.98??0.294
F?D100?22.733.一连续操作的常压精馏塔用于分离某二元液体混合物。塔顶设全
凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。原料液组成为0.40(轻组分的摩尔分数，下同)，进料温度为50℃，要求塔顶产品组成达到0.98，塔釜馏出液组成不高于0.01。该物系的相对挥发度为2.5，实际回流比为最小回流比的1.5倍。已知，xF=0.4时，混合溶液的泡点为95.2℃，定性温度下原料液的平均比热容cp=163 kJ/(kmol·℃)，泡点温度下混合液的汽化潜热为3.68×104 kJ/(kmol·℃)。试计算：(1) 组分A的回收
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率；(2) 提馏段操作方程；(3) 若塔顶第一块板气相默弗里板效率为60%，求离开该板的下降液体组成。
思路分析：精馏流程与已知条件如本题附图所示。
DxD=0.98FxF=0.4tF=50℃tFb=98.2℃(1) 组分A的回收率??2.5R?1.5Rmin?D?DxDFxFWxW=0.01
DxF?xW?FxD?xW
习题9-5 附图 (2) 提馏段操作方程
提馏段操作方程未知变量yn?1?Wx(1?D/F)xWLRD/F?qxn?W?xn?(R?1)D/F?(1?q)(R?1)D/F?(1?q)VVqR?1.5Rmincp(tFb?tF)rRmin?xD?yeye?xexe yetF?tFb冷液进料q?1?ye??xe1?(??1)xeye?xqxe?Fq?1q?1
(3) 当塔顶第一块板气相默弗里板效率为60%时离开该板的下降液体组成
?x1y?1????1?x1*1Emvy1?y2?*y1?y2xDRy2?x1?R?1R?1x1解：q?1?(1) 回收率
cp(tb?tf)r?1?163?(95.2?50)?1.20 43.68?10DxF?xW0.40?0.01???0.402 FxD?xW0.98?0.01Dx0.98?D?D?0.402??0.985
FxF0.40(2) 提馏段操作方程
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xfq1.200.40x??x??6x?2 q?1q?11.20?11.20?1?x2.5x相平衡方程 y? ?1????1?x1?1.5xq线方程
y?联立求解上两式得 xe=0.444，ye=0.666
xD?ye0.98?0.666??1.414
ye?xe0.666?0.444R?1.5Rmin?1.5?1.414?2.121 Rmin?提馏段操作线方程：
Wx(F?D)xWLRD?qF xn?W?xn?(R?1)D?(1?q)F(R?1)D?(1?q)FVV(1?D/F)xWRD/F?q ?xn?(R?1)D/F?(1?q)(R?1)D/F?(1?q)2.121?0.402?1.20(1?0.402)?0.01?xn? (2.121?1)?0.402?(1?1.20)(2.121?1)?0.402?(1?1.20)yn?1?1.411xn?0.0041
yn?1?(3) 离开第一板的下降液体组成
y1?y2 代入数据得： *y1?y20.98?y2 0.60?*y1?y2Emv?(1)
相(2)
精馏段操作方程 yn?1?所(3)
联立式(1)~(3)得：x1=0.966。
以
平
衡
方
程
*y1??x12.5x1 ?1????1?x11?1.5x12.1210.98xn??0.680xn?0.314
2.121?12.121?1 y2?0.680x1?0.314
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