例：用一连续精馏装置在常压下，分离含苯41%（质量%，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔顶产品中含苯不低于97.5%，塔底产品中含甲苯不低于98.2%，每小时处理的原料量为8570kg。操作回流比为3，试计算：（1）塔顶及塔底的产品量：（2）精馏段上升蒸汽量及回流液量：（3）当原料于47°C进塔和蒸汽进塔时，提馏段上升蒸汽量及回流液量。（混合物的组成温度图见图1-1）（苯的汽化潜热r=93kcal/kg，甲苯的汽化潜热rp=87.5kcal/kg，苯和甲苯的平均比热c,.=0.45kcal/kgC，蒸汽的平均比热Cp,v=0.30kcal/kgC，该溶液泡点为93℃）。11
11 例：用一连续精馏装置在常压下，分离含苯41%（质量% ，下同）的苯-甲苯溶液。要求塔顶产品中含苯不低于97.5%， 塔底产品中含甲苯不低于98.2%，每小时处理的原料量为 8570kg。操作回流比为3，试计算： （1）塔顶及塔底的产品量； （2）精馏段上升蒸汽量及回流液量； （3）当原料于47℃进塔和蒸汽进塔时，提馏段上升蒸汽量及回 流液量 。（混合物的组成温度图见图1-1） （苯的汽化潜热rA =93kcal/kg，甲苯的汽化潜热rB =87.5 kcal/kg ，苯和甲苯的平均比热cp,l =0.45 kcal/kg℃，蒸汽的平均比热 cp,v =0.30 kcal/kg℃，该溶液泡点为 93℃）
分析：全塔物料衡算求W、D求XFXW、XD已知R精馏段物料衡算求V、LL'=L+ qF求V'、L'求qV'= V + (q-1)F解：（1）产品量
12 分析： 求W、D 全塔物料衡算 求xF、xW、xD 求V、L 已知R 精馏段物料衡算 求V’、L’ 求q 解： （1）产品量 L’ = L + qF V’ = V + (q-1)F
质量分数转化为物质的量分数：41/78= 0.4504XF41/78+ 59/9297.5/78= 0.9787XD97.5/78+2.5/921.8/78t=0.02121.8/78+ 98.2/92混合液相对分子质量：M = 0.4504×78+ (1- 0.4504)×92 = 85.69kg/ kmol混合液进料质量流量转化为摩尔流量：8570F:100.0kmol/h85.6913
13 质量分数转化为物质的量分数： 混合液相对分子质量： 混合液进料质量流量转化为摩尔流量：
F=D+WFxe = Dxp +Wx,100.0=D+W100.0×0.4504=D×0.9787+W×0.0212D = 44.3kmol / hW =55.7kmol/ h(②)上升蒸汽量及回流量精馏段：L=RD=3×44.8=134.5kmol/hV = L + D =134.5 + 44.83 = 179.3kmol/ h14
14 (2)上升蒸汽量及回流量 精馏段：
(3)47℃C进料时V、L将1kmol料液由47℃C升温到93℃C所需的热量为：(M,*c,,*4T)I, -I, =85.69×0.45×(93-47) =1775.4kcal / kmol继续加热，使之汽化所需的热量为：Iy-IL ={苯的汽化潜热ra+苯和甲苯的蒸汽的平均比热c,*(沸点-泡点)]*M*苯的物质的量分数+[苯和甲苯的平均比热c,*(沸点-泡点）+甲苯的汽化潜热rgl*M甲苯*甲苯的物质的量分数=[93+0.30×(99.5-93)×78×0.4504+[0.45×(99.5-93)+87.5|×92×(1-0.4504)= 3335.7+ 4572.2= 7907.9kcal/ kmol15
15 (3)47℃进料时V’、L’ 将1 kmol料液由47℃升温到93℃所需的热量为： 继续加热，使之汽化所需的热量为： (MF*cp,l*ΔT) =[苯的汽化潜热rA +苯和甲苯的蒸汽的平均比热cp,v*(沸点-泡点)]*M苯* 苯的物质的量分数+[苯和甲苯的平均比热cp,l*(沸点-泡点) +甲苯的汽化 潜热rB]*M甲苯*甲苯的物质的量分数 IV - IL