萃取精馏例题.docx

用萃取精馏法分离丙酮(1)—甲醇(2)的二元混合物原料组成z1 =0.75; z2 =0.25 (摩尔分数)， 采用水为溶剂，常压操作已知进料流率40mol/s ,泡点进料溶剂进料流率60mol/s ,进料温度为50 °C 操作回流比为4若要求馏出液中丙酮含量的摩尔分数＞95%，丙酮回收率＞99%，问该塔需要多少理 论板数解：设萃取精馏塔有足够的溶剂回收段，馏出液中溶剂含量Q 0，①脱溶剂的物料衡算：D 'x'D = aD' + W' = F Fx 把数值代入求得 D = 31.263mol / s W' = 8.737mol / s九—九=243.94832 s 22九一九=435.14162 s ss②计算平均相对挥发度(a12)S：由文献中查得本物系有关二元Wilson方程参数(J/mol)九一九=188.338312 11九—九=386.682012 22尢一尢=462.41531s 11九—九=1464.15661s ss各组分的安托尼方程常数:组分ABC丙酮6.3948581292.166238.2409甲醇7.205871582.271239.726水17.42853816.44227.02log pS = A — 一t+ C , t :C ; ps : kPa各组分的摩尔体积(cm3 / mol):v = 216 v = 118 v = 56.81 f 2 f s先假设塔板上溶剂浓度0.41 (摩尔分数)，然后用用溶剂量验证假设是否正确。

假设在溶剂进料板上正庚烷和甲苯的液相相对含量等于馏出液含量，则X]=0.5605, x2=0.0295, xs=0.41经泡点温度的试差得：泡点温度为57.37 C粗略按溶剂进料板估计溶剂对非溶剂的相对挥发度：[P； 0.9879 x 105.6a = rsPS = 1.023 x17.324 = 5.883:p2 1.0236 x 75.8752 2 = 4.3823a2 S =r Ps = 1.023 x 17.324S S=0.1720.5605 + 0.02950.5605 x 5.883 + 0.0295 x 4.3823塔釡估算的卩值肯定大于进料板处的估算值，因而计算时取卩=0.172较为稳妥L = S + RD' = S + 125.052由式（3-27）经试差可以解得S：0 41 二(1 - 0172)( S +125・052)-分别计算在溶剂存在下丙酮对甲醇的相对挥发度（、r ps-4_丫 Ps丿2 2 y0.9879 x 105.61.0236 x 75.875 = 1 343解得S Q 60 mol/s,故假设得溶剂浓度合理进料板处：（a 12）S同理，假设塔釡上一板液相中正庚烷和甲苯的液相相对含量为釡液脱溶剂含量，且溶剂含量不变, 则x1=0203, x2=0.5697, xs=0.41。

经泡点温度的试差得：1.059 x 158.964(a 12)S=0.984 x 124.564 = 1-373泡点温度为69.887C计算平均挥发度：（"12）平均二再43 + L373 yay'1根据该数据，按-i”公式作y '一x图最后得出需塔板数32块。