结构推理
在连续精馏塔中,分离由A、B、C、D(挥发度依次下降)所组成的混合液。若要求在馏出液中回收原料液中95/%的B,釜液中回收95/%的C,试用亨斯特别克法估算各组分在产品中的组成。假设原料液可视为理想物系。原料液的组成及平均操作条件下各组分的相平衡常数列于本题附表中。
组分A B C D
组成
相平衡常0.06 0.17 0.32 0.45
2.17 1.67 0.84 0.71
【正确答案】 根据题意,以B组份为轻关键组分1,C组份为重关键组分h。
利用亨斯特别克关系式计算产品组成,即
式中的相对挥发度以重关键组分h为参考组分,采用平均操作条件下的相平衡常数得到,列于下表。
序号组分K
1A2.172.580.412
2B1.671.990.299
3C0.841.000.0
4D0.710.85-0.07058
以1kmol进料为计算基准。
已知进料中轻关键组分1(即B组分)组成为,其在塔顶的回收率为95/%,故该组分在塔顶以及塔釜的分布为
塔顶
塔釜
故
已知进料中重关键组分h(即C组分)组成xF=0.32,其在塔釜的回收率为95/%,故该组分在塔顶以及塔釜的分布为
塔顶
塔釜
故
由组分B和C的两组相对应的以及数值,即(1.28,0.299)和(-1.279,0),在图中作出与的关系直线,由此直线可以进一步确定组分A和D在塔顶和塔釜的组成分布。
对于组分1,已知,由图查出
故
在全塔内列第一组分的衡算,且知道进料中第一组分含量为0.06kmol
故
所以由上两式解得
对于组分4,已知,由图查出,即得,在全塔内列第四组分的衡算,且知道进料中第四组分为0.45kmol
故
同样由上两式解得
对全塔进行物料衡算所得到的主要项目列于中。
序号组分原料塔顶馏出物釜液
kmolxF( 摩尔分率)kmolxD(摩尔分率)kmolxW(摩尔分率)
1
2
3
4A
B
C
D0.06
0.17
0.32
0.450.06
0.17
0.32
0.450.0597
0.1615
0.0100
0.00560.2459
0.6652
0.0659
0.02310.000343
0.0085
0.3040
0.44440.0005
0.0112
0.4015
0.5869
1.001.000.24251.00010.75721.0001
【答案解析】
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