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1、学习必备欢迎下载第五章蒸馏1. 已知含苯 0.5（摩尔分率） 的苯 -甲苯混合液， 如外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度； 苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1 附表；t （） 80.1859095100105x0.9620.7480.5520.3860.2360.11解：利用拉乌尔定律运算气液平稳数据查例 1-1 附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压 PB*， PA*，由于总压ABP = 99kPa，就由 x = P-P B*/P * -P * 可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平稳t-x 图数据；以 t = 80.1为例x =（ 99-40）/ （ 101.33-40） =
2、 0.962同理得到其他温度下液相组成如下表依据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当 x = 0.5 时，相应的温度为 922. 正戊烷（ C5H 12）和正己烷（ C6H 14）的饱和蒸汽压数据列于此题附表，试求P = 13.3kPa 下该溶液的平稳数据；温度C5H 12223.1233.0244.0251.0260.6275.1291.7309.3KC 6H 14248.2259.1276.9279.0289.0304.8322.8341.9饱和蒸汽压 kPa1.32.65.38.013.326.653.2101.3解： 依据附表数据得出相同温度下C 5H 12（ A）和 C6H 1
3、4（ B）的饱和蒸汽压B以 t = 248.2时为例，当 t = 248.2时 P查得 PA * = 6.843kPa得到其他温度下A.B 的饱和蒸汽压如下表* = 1.3kPat 248251259.1260.6 275.1276.9279289291.7304.8 309.3PA*kPa6.8438.00012.47213.30026.60029.48433.42548.873 53.200 89.000101.300PB*kPa1.300 1.634 2.600 2.8265.027 5.3008.000 13.30015.694 26.600 33.250利用拉乌尔定律运算平稳数据平稳
4、液相组成 以 260.6时为例当 t= 260.6时 x = P-P B*/P A* -PB* =（ 13.3-2.826）/（13.3-2.826）=1平稳气相组成 以 260.6为例A当 t= 260.6时 y = P * x/P = 13.31/13.3 = 1同理得出其他温度下平稳气液相组成列表如下t260.6275.1276.9279289x10.38350.33080.02850y10.7670.7330.5240依据平稳数据绘出 t-x-y 曲线3. 利用习题 2 的数据，运算：相对挥发度；在平均相对挥发度下的 x-y 数据，并与习题 2 的结果相比较；解：运算平均相对挥发度B抱
5、负溶液相对挥发度 =PA*/P * 运算出各温度下的相对挥发度 ：t 248.0 251.0 259.1 260.6275.1276.9279.0289.0291.7 304.8309.3-5.2915.5634.178-取 275.1和 279时的 值做平均 m= （ 5.291+4.178）/2 = 4.730按习题 2 的 x 数据运算平稳气相组成y 的值当 x = 0.3835 时，y = 4.730.3835/1+4.73-10.3835= 0.746同理得到其他y 值列表如下t 260.6275.1276.92792895.2915.5634.178x10.38350.33080.
6、20850y10.7460.7000.5550作出新的 t-x-y 曲线和原先的 t-x-y 曲线如图4. 在常压下将某原料液组成为0.6（易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行简洁蒸馏和平稳蒸馏，如汽化率为 1/3，试求两种情形下的斧液和馏出液组成；假设在操作范畴内气液平稳关系可表示为 y = 0.46x + 0.549解：简洁蒸馏xF由 lnW/F= xdx/y-x以及气液平稳关系y = 0.46x +0.549得lnW/F= xxFdx/0.549-0.54x= 0.54ln0.549-0.54xF/0.549-0.54x汽化率 1-q = 1/3 就 q = 2/3 即 W/F = 2/
7、3ln2/3 = 0.54ln0.549-0.540.6/0.549-0.54x 解得x = 0.498 代入平稳关系式y = 0.46x + 0.549 得y = 0.804平稳蒸馏由物料衡算FxF = Wx + DyD + W = F将 W/F = 2/3 代入得到xF = 2x/3 + y/3 代入平稳关系式得x = 0.509再次代入平稳关系式得y =0.7835. 在连续精馏塔中分别由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液； 已知原料液流量F 为 4000kg/h，组成 xF 为 0.3（二硫化碳的质量分率， 下同）；如要求釜液组成 xW 不大于 0.05，馏出液回收率为88；试求馏出液的
8、流量和组分， 分别以摩尔流量和摩尔分率表示；解：馏出回收率= Dx D/FxF = 88 得 馏出液的质量流量Dx D = Fx F 88 = 4000 0.3 0.88 = 1056kg/h结合物料衡算 FxF = Wx W + DxDD + W = F得 xD = 0.943学习必备欢迎下载馏出液的摩尔流量1056/76 0.943 = 14.7kmol/h以 摩 尔 分 率 表 示 馏 出 液 组 成xD= 0.943/76/0.943/76+0.057/154= 0.976. 在常压操作的连续精馏塔中分别喊甲醇 0.4 与说 .6（均为摩尔分率）的溶液，试求以下各种进料状况下的 q 值
9、；（ 1）进料温度40；（ 2）泡点进料；（ 3）饱和蒸汽进料；常压下甲醇 -水溶液的平稳数据列于此题附表中；温度t液相中甲醇的气相中甲醇的温度t液相中甲醇的气相中甲醇的率摩尔分率摩尔分率摩尔分率摩尔分1000.00.075.30.400.72996.40.020.13473.10.500.77993.50.040.23471.20.600.82591.20.060.30469.30.700.87089.30.080.36567.60.80学习必备欢迎下载0.91587.70.100.41866.00.900.95884.40.150.51765.00.950.97981.70.200.579
10、64.01.01.078.00.300.665解：（1）进料温度 40 75.3时，甲醇的汽化潜热 r 1 = 825kJ/kg水蒸汽的汽化潜热 r2 = 2313.6kJ/kg57.6时 ，甲醇的比热 CV1 = 2.784kJ/kg 水蒸汽的比热 CV2 = 4.178kJ/kg 查附表给出数据 当 xA = 0.4 时，平稳温度 t = 75.3 40进料为冷液体进料即 将 1mol 进料变成饱和蒸汽所需热量包括两部分一部分是将 40冷液体变成饱和液体的热量Q1，二是将75.3饱和液体变成气体所需要的汽化潜热Q2 ，即 q =（Q 1+Q 2） / Q 2 = 1 + （ Q 1/Q2）
11、Q1 = 0.4 322.784 （ 75.3-40） = 2850.748kJ/kgQ2 = 825 0.4 32 + 2313.6 0.6 18 = 35546.88 kJ/kgq = 1 +（ Q1/Q2）= 1.08（2） ）泡点进料泡点进料即为饱和液体进料 q = 1（3） ）饱和蒸汽进料q = 07. 对习题 6 中的溶液，如原料液流量为100kmol/h，馏出液组成为 0.95，釜液组成为0.04（以上均为易挥发组分的摩尔分率） ， 回流比为 2.5，试求产品的流量，精馏段的下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量；假设塔内气液相均为恒摩尔流；解： 产品的流量由物料衡算FxF = Wx
12、 W + Dx DD + W = F代入数据得W = 60.44 kmol/h 产品流量 D = 100 60.44 = 39.56 kmol/h精馏段的下降液体流量LL = DR = 2.539.56 = 98.9 kmol/h提馏段的上升蒸汽流量V 40进料 q = 1.08V = V + （ 1-q） F = D （1+R ） = 138.46 kmol/h V = 146.46 kmol/h8. 某连续精馏操作中，已知精馏段y = 0.723x + 0.263；提馏段 y= 1.25x 0.0187如原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液，馏出液和釜残液的组成及回流比；解：露点进料 q = 0即 精馏段 y = 0.723x + 0.263 过（ xD ， xD） xD = 0.949提馏段 y = 1.25x 0.0187 过（ xW ， xW） xW =0.0748精馏段与 y 轴交于 0 ，xD（/ R = 2.61R+1 ）即 xD（/R+1）= 0.263连立精馏段与提馏段操作线得到交点坐标为（0.5345 ，0.6490） xF = 0.6499. 在常压连续精馏塔中，分别苯和甲苯的混合溶液；如原料为饱 和液体，其中含苯0
