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1、五蒸馏汽液相平衡1.1 苯 (A) 与氯苯 (B) 的饱和蒸汽压mmHg 和温度 的关系如下 :t80.9290100110120130131.80760100813351740223028203020pA0144.8208.4292.8402.6542.8719760p B若苯 氯苯溶液遵循Raoult 定律 ,且在 1atm 下操作 ,试作：(1) 苯 氯苯溶液的 t x(y) 图及 y x 图；(2) 用相对挥发度的平均值另行计算苯氯苯的 x y 值。1.2 苯 甲苯混合液的组成x=0.4( 摩尔分率 ),求其在总压p=600mmHg 下的泡点及平衡汽相组成。又苯和甲苯的混合气含苯40
2、(体积 )，求常压下的露点。已知苯 甲苯混合液服从拉乌尔定律。 苯 (A) 和甲苯 (B) 的蒸汽压p0A 、p0B mmHg, 按下述 Antoine 方程计算： 式中 t 为温度 。lg p 0A =6.89740-1206.350/(t+220.237)0lg p B =6.95334-1343.943/(t+219.237)1.3 某双组分理想物系当温度t=80时， p0A =106.7kPa， p0B =40kPa，液相摩尔组成为xA=0.4，试求 :(1) 与此液相组成相平衡的汽相组成yA ；(2) 相对挥发度 。1.4 一双组分精馏塔，塔顶设有分凝器，已知进入分凝器的汽相组成 y
3、1=0.96( ?摩尔分率 ,下同 ) ，冷凝液组成 xD =0.95，两个组分的相对挥发度 =2，求 :(1) 出分凝器的汽相组成 yD=?(2) 出分凝器之液、汽的摩尔流率之比L/V D=?习题 4 附图1.5 在 1atm 下对 x=0.6( 摩尔分率 ) 的甲醇 水溶液进行简单蒸馏，当馏出量为原料的1/3 时，求此时刻的釜液及馏出物的组成。设x=0.6 附近平衡线可近视为直线，其方程为y=0.46x+0.5491.6 某二元混合物原料中易挥发组分 xF=0.4( 摩尔组成 )，用平衡蒸馏的方式使 50%的物料汽化，试求气相中易挥发组分的回收率。 （设相对挥发度为 3）1.7 将含有 2
4、4%(摩尔 ,以下同 )易挥发组分的某液体混合物送入连续操作的精馏塔，馏出液中含有95% 的易挥发组分，残液中含有3% 易挥发组分。塔顶蒸汽量为850kmol/h ，回流量为670kmol/h ，塔顶采用全凝器，试求塔顶易挥发组分的回收率及残液量。1.8 现有一连续精馏塔只有精馏段，用于A、 B 两组分的分离。已知A 与 B ?的分子量分别为78103与 92，进料量为 100kg/h ，含 A 组成为 10%( 质量 %以下同 )，进料状态为饱和蒸汽自塔底送入，如图示。如果要求馏出产品中 A 的组成为 95%，残液中 A 的组成为 1%,试求 :(1) 塔顶馏出液的量、釜残液量及塔顶的蒸汽量
5、各为多少kg/h?(2) 回流比 R?(3) 写出该塔操作线的数值表达式。1.9 在连续精馏塔中,精馏段操作线方程y=0.75x+0.2075,q 线方程为y=-0.5x+1.5x F, 试求 :(1) 回流比 R(2)馏出液组成xD(3) 进料液的 q 值(4) 当进料组成 xF=0.44 时 ,精馏段操作线与提馏段操作线的交点处?xq 值为多少 ? 并要求判断进料状态。习题 8 附图1.10 一常压精馏塔将含苯0.4(摩尔分率以下同)的苯甲苯混合液1000kg/h, 分离为组成xD=0.97 塔顶产品和xw=0.02 的底部产品。 已知回流比R=3.7,进料温度为 20，料液平均比热为 1
6、59.2kJ/kmol ，在常压下苯的汽化潜热为 30807kJ/kmol ，甲苯汽化潜热为 33320kJ/kmol 。试求：(1) 精馏段上升蒸汽量 V 和下降的液体量 Lkmol/h; 提馏段上升蒸汽量 V和下降的液体量L kmol/h;(2) 求塔顶冷凝器的热负荷；如使用水为冷却剂，且水初温为20，出口温度为50，求每小时耗水量kg/h?(3) 求再沸器的热负荷；设加热所用水蒸汽压强为2.5kgf/cm 2( 绝压 ) ，求蒸汽消耗量kg/h ？(4) 写出提馏段操作线方程数值表达式。1.11在常压连续精馏塔中分离二元混合物，进料为饱和液体， 其中易挥发组分含量为0.50(摩尔分率 )
7、，回流比 R=3，提馏段操作线斜率为1.25，截距为 -0.0187，求xD。?1.12由一层理论板与塔釜组成的连续精馏塔，每小时向塔釜加入含甲醇40%(摩尔分率 )的甲醇水溶液 100kmol ，要求塔顶馏出液组成xD=0.84，塔顶采用全凝器，回流比R=3, 在操作条件下的平衡关系为 y=0.45x+0.55 ，求 :(1) 塔釜液组成 xw ；(2) 每小时能获得的馏出液量 D。1.13 某连续精馏操作中，已知操作线方程如下：精馏段y=0.723x+0.263习题 12 附图提馏段y=1.25x-0.0187104试求馏出液和釜液的组成及回流比。若原料为饱和蒸汽进料，求其组成?1.14
8、某二元系统精馏塔在泡点下进料，全塔共有三块理论板及一个再沸器，塔顶采用全凝器，进料位置在第二块理论板上，塔顶产品组成xD=0.9( 摩尔分率 )，二元系统相对挥发度 =4，进料组成为 xF=0.5(摩尔分率 )，回流比 R=1 时，求 :(1)离开第一块板的液相组成x1 为多少 ?(2)进入第一块板的气相组成y2 为多少 ?(3) 两操作线交点 d 的气液组成 ?1.15 组成为 xF=0.45 的原料以汽液混合状态进入精馏塔， 其中气液摩尔比为 1:2，塔顶 xD=0.95( 以上均为摩尔分率 )，易挥发组分回收率为 95%，回流比 R=1.5Rmin ， ?相对挥发度 =2.5,试求 :(
9、1) 原料中汽相和液相组成;(2) 列出提馏段操作线方程。精馏设计型计算1.16 欲设计一连续精馏塔用以分离苯和甲苯各50%的料液 ,要求xD=96% ， xw=5%( 以下均为摩尔 %) 。泡点进料，操作回流比 R=3，系统相对挥发度为 2.5，试用逐板计算法求所需的理论板数与加料板的位置。1.17 某二元混合液的精馏操作过程如图所示。已知原料以饱和液体状态直接加入塔釜，原料组成 xF=0.52( 摩尔分率 ,下同 )，要求塔顶产品组成xD=0.8，D/F=0.5 ?的操作条件下，物系的 =3.0，塔顶设全凝器， 泡点回流。 若设计回流比R=3.0 ，?求为完成上述分离任务所需的理论板板数。
10、(操作满足恒摩尔流假定)。习题 17 附图习题 19 附图1.18 乙烯 乙烷混合液于饱和蒸汽状态加入精馏塔中，回流比R=5，且已知xD=0.9 ,xw=0.1，xF=0.5( 均为乙烯的摩尔分率)。试用图解法求取所需的理论板数。1.19 用一塔顶设全凝器的常压精馏塔分离含甲醇为0.3，流量为100kmol/h 的甲醇 水溶液，泡点进料 ,并要求塔顶产品含甲醇为0.95，塔底产品含甲醇为0.015(?以上均为摩尔分率),已知精105馏段操作线为:y=0.6x+0.38; 操作条件下的平衡关系如图所示，试求：(1) 塔顶及塔底的产品流量 (kmol/h);(2) 塔的理论板数及进料位置 :(3)
11、 流入再沸器的液相流量及组成，离开再沸器的气相流量及组成。1.20 用一连续精馏塔分离苯与氯苯混合物， xF=0.45， xD=0.95( 以上均为摩尔分率 )。 进料状态为汽液混合物 ,其中汽液比为 1:2( 摩尔比 )。苯与氯苯的平均相对挥发度 =4.6。试求 :(1) 原料中汽相和液相组成 ;(2) 最小回流比 R min 。1.21 试用捷算法计算环氧乙烷 环氧丙烷连续精馏塔的理论板数与加料板位置。如全塔效率EO=70% ， 求 实 际 板 数 ( 釜 可 视 为 一 块 理 论 塔 板 ) 和 实 际 加 料 板 位 置 。 已 知xF=0.6,xD=0.98,x w=0.05(皆为
12、环氧乙烷的摩尔分率)， R=1.5R min ，相对挥发度 =2.47，饱和液体进料。1.22 今用连续精馏塔同时取得两种产品xD1 =0.9， xD2 =0.7(如图所示 )，已知 xF=0.4(?以上均为摩尔分率 )，泡点进料， R=2 ，相对挥发度=2.4， D1/D2=2( 摩尔比 )。求精馏段所需的理论论板数。( 逐板计算法与图解法均可 )。1.23 现用连续精馏塔将含甲醇35%与水 65%的混合液分离，以便得到含甲醇95%?的馏出液与含甲醇4%的残液 (均为 %摩尔 )。操作回流比 R=1.5，料液温度为 20，釜中用直接蒸汽加热，试用图解法求理论板数。已知35%的甲醇水溶液泡点为
13、78，比热为 ?0.?88 kcal/kg；水的汽化潜热为 552kcal/kg 。在 1atm 下 ,甲醇 水的平衡数据如下：x00.020.040.060.080.10.150.2y00.1340.2340.3040.3650.4180.5170.579x0.30.40.50.60.70.80.91.0y0.6650.7290.7790.8250.870.9150.9581.0习题 22 附图习题 24 附图1061.24 在常压连续精馏塔中分离 A 、 B 混合液 (如图所示 )。 ?两股进料情况如下 ?:? F1=100kmol/h ， xF1=0.6( 摩尔分率，下同 ); F2=200kmol/h ， xF2=0.2, 均为饱和液体进料。要求分离后馏出液中组分
