PAGEPAGE9第六章蒸馏本章学习
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1、掌握的
内容
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（1）双组分理想物系的气液平衡，拉乌尔定律、泡点方程、露点方程、气液相平衡图、挥发度与相对挥发度定义及应用、相平衡方程及应用；（2）精馏分离的过程原理及分析；（3）精馏塔物料衡算、操作线方程及q线方程的物理意义、图示及应用；2、熟悉的内容（1）平衡蒸馏和简单蒸馏的特点；（2）精馏装置的热量衡算；（3）理论板数捷算法(Fenske方程和Gilliand关联图)；（4）非常规二元连续精馏塔计算(直接蒸汽加热、多股进料、侧线采出、塔釜进料、塔顶采用分凝器，提馏塔等)。3、了解的内容（1）非理想物系气液平衡；（2）间歇精馏特点及应用；（3）恒沸精馏、萃取精馏特点及应用。第六章蒸馏1．正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸气压分别为140kPa和64.5kPa。试计算混合液由正庚烷0.4和正辛烷0.6（均为摩尔分数）组成时，在110℃下各组分的平衡分压、系统总压及平衡蒸气组成。（此溶液为理想溶液）解：2．在一连续精馏塔中分离苯－氯仿混合液，要求馏出液中轻组分含量为0.96（摩尔分数，下同）的苯。进料量为75kmol/h，进料中苯含量为0.45，残液中苯含量为0.1，回流比为3.0，泡点进料。试求：（1）从冷凝器回流至塔顶的回流液量和自塔釜上升的蒸气摩尔流量；（2）写出精馏段、提馏段操作线方程。解：物料衡算：则：联立求解得：W=F-D=75-30.52=44.48kmol/h（1）从冷凝器回流至塔顶的回流液量：自塔釜上生蒸汽的摩尔流量：（2）精馏段操作线方程：（3）提馏段操作线方程：提馏段下降液体组成：3．某连续精馏塔，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：原料液、馏出液、釜液组成及回流比。解：精馏段操作线的斜率为：由精馏段操作线的截距：塔顶馏出液组成提馏段操作线在对角线上的坐标为（xw,xw），则由于泡点进料，q线为垂直线。精馏段与提馏段操作线交点的横坐标为xF：4．采用常压精馏塔分离某理想混合液。进料中含轻组分0.815（摩尔分数，下同），饱和液体进料，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸气加热。要求塔顶产品含轻组分0.95，塔釜产品含轻组分0.05，此物系的相对挥发度为2.0，回流比为4.0。试用：（1）逐板计算法；（2）图解法分别求出所需的理论塔板数和加料板位置。解：物料衡算：则：联立求解得：W=F-D=0.15Fkmol/h提馏段下降液体组成：自塔釜上生成蒸汽的摩尔流量：精馏段操作线方程：提馏段操作线方程：相平衡方程：（1）逐板计算法因为：y1=xD=0.95由相平衡方程得：由精馏段操作线方程：交替使用相平衡方程和精馏段操作线方程至x
表
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压)的饱和蒸汽；冷却水进口温度为15C，出口温度为30C，比热容为4.187kJ/kg·K；苯的千摩尔质量为78.11kg/kmol,甲苯的千摩尔质量为92.13kg/kmol；80.2C时苯的气化热：r苯=31024.2kJ/kmol；忽略热损失。解近似认为塔顶馏出液为纯苯，塔釜为纯甲苯，则塔顶温度为80.2C，塔釜温度为110.6C。例9附表温度80.2C95C110.6C苯的摩尔比热容153.5kJ/(kmol·C)157kJ/(kmol·C)甲苯的摩尔比热容185.2kJ/(kmol·C)188.9kJ/(kmol·C)（1）物料衡算将已知数据代入上式得D=39.6kmol/h，W=60.4kmol/h.(2)加热蒸汽用量的计算由苯-甲苯的t-x-y图查得泡点tb=95C原料液平均千摩尔比热容kJ/(kmol·C)原料液的焓原料液带入的热量回流液的焓近似取纯苯的焓回流液带入的热量塔顶蒸汽的热焓近似地取纯苯蒸汽的焓塔顶蒸汽带出的热量塔底产品的焓近似地取纯甲苯的焓塔底产品带出去的热量由能量衡算得101.3kPa(表压)的水蒸汽气化潜热为r=3.97×104kJ/kmol水蒸汽用量msB为(3)冷却水用量的计算对塔顶全凝器作能量衡算塔顶馏出液的焓等于回流液的焓塔顶产品带出去的热量水的比热容冷却水用量
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