化工原理(清华大学)第一章精馏讨论课2_第1页
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化工原理(清华大学)第一章精馏讨论课2_第3页
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文档简介

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)80.0279.378.878.57877.677.176.6B蒸汽压101.3398.897.897.3397.0696.896.66A蒸汽压(kPa)117.73113.46110.80107.60105.33103.20101.33X00.1320.2250.2970.4050.5310.7141.00Y00.1530.2620.3380.4300.5520.7271.00相对挥发度1.191.161.141.111.091.07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 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?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

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