大连理工大学：《化工原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五章 蒸馏（5.3）两组分连续精馏的分析和计算（1/2）

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982%,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 (苯的汽化潜热r=93kcal/kg,甲苯的汽化潜热p=87.5 2021/2/24 上页下页返回

2021/2/24 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 。 （苯的汽化潜热rA =93kcal/kg，甲苯的汽化潜热rB =87.5

kca/kg,苯和甲苯的平均比热Cp=045kcal/kg℃,蒸汽的平 均比热Cp,V=0.30kcal/kg℃) 分析: 全塔物料衡算 求W、D 求 F、xW、xD 求V、L已知R 精馏段物料衡算 求Ⅳ、L_L′=L+qF ′=V+(q-1)F求g 解:(1)产品量 2021/2/24 上页下及

2021/2/24 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℃）。 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 L = L + qF V =V + (q −1)F 求q 解： （1）产品量

41/78 =0.4504 41/78+59/92 97.5/78 =0.9787 97.5/78+2.5/92 1.8/78 X 1.8/78+98.2/92 0.021 MF=04504×78+(1-0.4504)×92=8569kg/mol 8570 =100.0kmollh 85.69 2021/2/24 上页下及

2021/2/24 41/ 78 59 / 92 41/ 78 + xF = = 0.4504 97.5/ 78 2.5/ 92 97.5/ 78 + x D = = 0.9787 1.8/ 78 98.2 / 92 1.8/ 78 + x w = = 0.0212 MF = 0.450478+ (1−0.4504)92 = 85.69kg / kmol 85.69 8570 F = =100.0kmol/ h

F=D+w Fx=Dxn +wx 100.0=D+W 100.0×0.4504=D×0.9787+W×0.0212 D=44.3kmol/h W=55.7kmollh (2)上升蒸汽量及回流量 精馏段:L=RD=3×44.8-=1345kmol/h =L+D=134.5+44.83=179.3kmol/h 2021/2/24 上页返回

2021/2/24F = D +W FxF = DxD +Wxw 100.0 = D+W 100.00.4504 = D0.9787 +W 0.0212 D = 44.3kmol/ h W = 55.7kmol/ h (2)上升蒸汽量及回流量 精馏段： L = RD= 344.8=134.5kmol/ h V = L + D =134.5+ 44.83 =179.3kmol/ h

(3)47℃进料时VL 将料液由47℃升温到93℃所需的热量为: i-l=8569×0.4504×(93-47)=17754kcl/m0 继续加热 iy-i=[93+030×(95-93)×78×04504 +045×(995-93)+875k92×(1-04504) 3335.7+4572.2 7907kcal /kmol 2021/2/24 上页下及

2021/2/24 (3)47℃进料时 V 、L 将料液由47℃升温到93℃所需的热量为： − = 85.690.4504(93− 47) V F i i =1775.4kcal/ kmol 继续加热 V L i − i = 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/ kmol