在常压连续精馏塔中,分离乙醇-水溶液,组成为xF1=0.6(易挥发组分摩尔分率,下同)及xF2=0.2的两股原料液分别被送到不同的塔板,进入塔内。两股原料液的流量之比F1/F2为0.5,均为饱和液体进料。操作回流比为2。若要求馏出液组成xD为0.8,釜残液组成xW为0.02,试求理论板层数及两股原料液的进料板位置。
常压下乙醇-水溶液的平衡数据示于例6—9附表中。
附6—9附表 单位:% | |||
液相中乙醇的摩尔分数 | 气相中乙醇的摩尔分数 | 液相中乙醇的摩尔分数 | 气相中乙醇的摩尔分数 |
0.0 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.14 0.18 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 | 0.0 0.11 0.175 0.273 0.340 0.392 0.430 0.482 0.513 0.525 0.551 0.575 0.595 0.614 | 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.894 0.90 0.95 1.0 | 0.635 0.657 0.678 0.698 0.725 0.755 0.785 0.820 0.855 0.894 0.898 0.942 1.0 |
拟进行吸收分离的多组分气体混合物的组成(摩尔分数)如下:
进料气在24℃,0.2026MPa压力下,在板式塔中用烃油吸收,烃油含1%正丁烷,99%不挥发性烃油,进塔的温度和压力与进料气相同。所用液气比为3.5。进料气中的丙烷至少有70%被吸收。甲烷在烃油中的溶解度可以忽略,而其它的组分均形成理想溶液。估算所需的理论级数和出口气相的组成。各组分有关物性数据如下:
所需理论级数;
乙醇水系统当摩尔分数xF=0.3时,要求摩尔分数XD=0.8,泡点进料。最小回流比为多少?乙醇水系统的平衡数据列于下表,Y-x图如例6—7附图所示。
在饱和液体进料及冷液进料(q=1.2)的两种条件下,试求最小回流比Rmin。101.325kPa下的甲醇—水溶液相平衡数据见教材附录。
在一常压下连续操作的精馏塔中分离含丙酮0.25(质量分数)、流量为1000kg/h的丙酮水溶液。要求溜出液中含丙酮0.99(质量分数)。进料中的丙酮有80%(摩尔分数)进入溜出液中。进料温度为25℃,回流比为最小回流比的2.5倍。蒸馏釜的加热水蒸气绝对压力为0.25MPa。塔顶蒸汽先进入一个分凝器中进行部分冷凝,冷凝液用于大定回流,为泡点回流。其余蒸汽继续进入全凝器中冷凝,并冷却至20℃,作为溜出液。101.325kPa下的丙酮-水溶液的相平衡数据,见教材附录。 (1)计算理论板数及实际板数,取全塔板效率为0.65;
(2)计算蒸馏釜的水蒸气消耗量。
在一吸收塔中,用清水在总压0.1MPa、温度20℃条件下吸收混合气体中的CO2,将其组成从2%降至0.1%(摩尔分数)。20℃时CO2水溶液的亨利系数E=144MPa。吸收剂用量为最小量的1.2倍。试求:
摩尔分数的釜液。回流比R=1.0,操作压力为101.325kPa。
在饱和液体进料及冷液进料(q=1.07)的两种条件下,试用图解法求理论板数及加料板位置。101.325kPa下的甲醇一水溶液相平衡数据,见教材附录。