问答题 有一分离理想二元组分溶液的精馏塔,进料组成为0.28,要求塔顶产品组成为0.97,塔底产品组成为0.05(以上均为轻组成为A的摩尔分数)。若进料的汽化率为0.2,相对挥发度为4,试求提馏段的最大液气比。
【正确答案】已知进料状态q=1-e=1-0.2=0.8,
   则q线方程为
   Y=q/(q-1)x-xF/(q-1)
   即y=[0.8/(0.8-1)]x-0.28/(0.8-1)
   =-4x+1.4    (1)
   相平衡方程y=ax/[1+(α-1)x]=4x/(1+3x)    (2)
   联立(1)、(2)两式得xq=0.218,  yq=0.527
   最小回流比
   Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)=(0.970-0.527)/(0.527-0.218)=1.43
   提馏段的液气比L'/V'=(L+qF)/(L+qF-W)
   =[L+q(D+W)]/[L+q(D+W)-W]
   =[R+q(1+W/D)]/[R+q(1+W/D)-W/D]    (3)
   将
   W/D=(xD-xF)/(xF-xW)
   =(0.97-0.28)/(0.28-0.05)=3
   和
   R=Rmin=1.43及q=0.8
   代入(3)式,得提馏段最大液气比
   (L'/V')max=[R+q·(1+W/D)]/[R+q·(1+W/D)-W/D]
   =[1.43+0.8×(1+3)]/[1.43+0.8×(1+3)-3]=2.84
【答案解析】当回流比为最小时提馏段操作线的斜率L'/V'为最大,故可先求Rmin。因为进料方程q线与平衡曲线的交点即是最小回流比时两条操作线的交点。