1、Comment U1: 15、22 有错，已改6-3. 甲醇 (A)丙醇(B)物系的气 液平衡服从拉乌尔定律。试求： (1)温度 t=80、液相组成 x0.5(摩尔分数)时的汽相平衡组成与总压；(2)总压为 101.33kPa、液相组成x0.4( 摩尔分数)时的汽液平衡温度与汽相组成；(3)液相组成 x=0.6、汽相组成 y=0.84时的平衡温度与总压。组成均为摩尔分数。用 Antoine方程计算饱和蒸汽压（kPa）甲醇 86.2391574.lgtPoA丙醇 6B式中， 为温度，。t解：(1) 当 t=80时，甲醇 258.639.174.lgtoA(KPa)8P丙醇 ?0.19.6ltoB
2、(KPa)50又液相组成 8pPxoBA所求的总压 (kPa)16汽相平衡组成 xyoA16.8507.(2)总压 联立 Antoine方程可解得oBAPP43汽液平衡温度 ，Cto6.9可得：甲醇饱和蒸汽压 (KPa)53.178A丙醇饱和蒸汽压 (KPa)0oB汽液组成为 pxPyA3.105784(3)液相组成 ，汽相组成6.x4.0y ， 联立二式可求得PoBoA40. PoA8.即 27oBPoBoooTlg27lg即 1934.54.6l8.3915496. tt平衡温度总压 6-7. 甲醇和丙醇在 80时的饱和蒸气压分别为 181.1kPa 和 50.93kPa。甲醇丙醇溶液为理
3、想溶液。试求：(1)80 时甲醇与丙醇的相对挥发度 ；(2) 在 80下汽液两相平衡时的液相组成为 0.5，试求汽相组成；(3)计算此时的汽相总压。解：(1) 80时甲醇和丙醇的饱和蒸汽压分别为 KPa， KPa1.8oAP93.50oBP又相对挥发度 oBAPa80时，甲醇和丙醇的相对挥发度 56.39.018a(2)甲醇分压 ，丙醇分压 ，总压oAxoBBPx)(BAP甲醇分压 (KPa)5.91.85.0P丙醇分压 (KPa)4623)(B总压 A465.2.90(KPa)1汽相组成 PyA015.69786-10. 在一连续操作的精馏塔中，分离苯甲苯混合液，原料液中苯的组成为 0.28
4、(摩尔分数) 。馏出液组成为 0.98(摩尔分数 )，釜液组成为 0.03(摩尔分数) 。精馏段上升蒸气的流量为 V=1000kmolh，从塔顶进入全凝器，冷凝为泡点液体，一部分以回流掖 L 进入塔，剩余部分作为馏出液 D 采出。若回流比 R 1.5，试计算：(1)馏出液流量 D 与精馏段DL下降液体流量 L；(2) 进料量 F 及塔釜釜液采出量 W；(3)若进料为饱和液体，计算提馏段下降液体流量 L与上升蒸气流量 V；(4) 若从塔顶进入全凝器的蒸气温度为 82，计算塔顶的操作压力。苯与甲苯的饱和蒸气压用 Antoine 方程计算，其计算式见例 6-2。解：(1)上升的蒸汽 ，回流比hKmo
5、l105.1DLR馏出液流量 ，精馏段下降流量lD4 hKmol60(2)又原料液苯组成 ，馏出液组成 ，釜液组成28.Fx98.Dx03.wx而 03.9wDF进料量 ( )152hKmol塔釜釜液采出量 ( )12WhKol(3)饱和液体进料 q提馏段下降液体流量 ( )210560 FLhmol上升蒸汽流量 ( )1VhKmol(4)当 时，依 Antonine 方程得Cto8203.279.1035.6lgtPoA618479B可求得 A，B 在 时的饱和蒸汽且分别为Cto82( KPa)31.0oAP( KPa)5794B塔顶的操作压为oBAoAx)1(579.4102.39.78.
6、0( KPa)66-12. 在 101.325kPa 下连续操作的精馏塔中分离甲醇水溶液。进料流量为 100 kmolh，进料中甲醇的组成为 0.3(摩尔分数) ，馏出液流量为 50kmolh。回流比 R2。甲醇水汽掖相平衡数据，见附录。试求：(1)进料液体为 40时进料热状态参数 q 值。并计算精馏段及提馏段的下降液体流量及上升蒸气流量；(2) 若进料为汽液混合物，汽液比为7：3，试求 q 值。解：(1)甲醇的摩尔质量 ，水的摩尔质量KmolgM321KmolgM182进料液的摩尔质量 187.0.( )l进料流量 ( )54.210FhKmo当 时，泡点 ，故进料温度低于泡点的冷液3.xC
7、tb78又 时， ，Ctob78lJr361)(甲 醇 KmolJr41592)OH(2平均摩尔汽化热 )()(27.0.OHr甲 醇( )3965KmolJ又平均温度 时Ct2478，kolJCP5.)(甲 醇 KolJOHP37.5)(2平均摩尔热容 .03.0)()( 2PPL甲 醇( )48.7KmolJ进料热状态参数 rtCqFbP13965)4078(.10.馏出液流量 ，hKmolD2DLR精馏段下降流量RDL502( )1hKmol提馏段下降流量 qFL504.7.10( )84hKmol精馏段上升蒸汽流量 DLV501( )hKol提馏段上升蒸汽流量 )1(qV074.5.(
8、 )3hKmol(2)汽液比为 7:3 37FLV又 F 3.01q6-13. 在一常压下连续操作的精馏塔中分离某双组分溶液，该物系的平均相对挥发度 2.92。 （1）离开塔顶第二理论板的液相组成 0.75(摩尔分数)，试求离开该板2x的汽相组成 ；(2)从塔顶第一理论板进入第二理论板的液相组 成 0. 88(摩尔分数) ，若2y 1x习题 6-13 附图精馏段的液汽比 LV 为 23，试用进、出第二理论板的汽液两相的物料衡算计算从下面第三理论板进入第二理论板的汽相组成。 （如习题 6-13 附图所示) ；(3)若为泡点回流，试求塔顶回流比 R；(4)试用精馏段操作线方程计算馏出液组成 。Dx
9、解：(1)平均挥发度 ，第二理论板的液相组成9.a 75.02离开液板的汽相组成 22)1(xay)9.(7508(2) ，8.01x由物料衡算可得： 231yVxLy)()(32x213yV代入数据可解得：从下面第三理论板进入第二理论板的汽相组成 81.03y(3) 液气比 32DLV回流比 R(4) 回流比 2 31yDDxx又当 时， 代入上式可求得8.0x089.y馏出液组成 34D6-14. 在一连续操作的精馏塔中分离某双组分溶液。进料组成为 0.3，馏出液组成为0.95，釜液组成为 0.04，均为易挥发组分的摩尔分数。进料热状态参数 q1.2，塔顶液相回流比 R2。试写出本题条件下
10、的精馏段及提馏段操作线方程。解：依题意得进料组成 ，馏出液组成 ，釜液组成 ，进料热状态参3.0Fx95.0Dx04.wx数 ，塔顶液相回流比2.1q2R又精馏段 32.067.395.01xxxyD提馏段 48.165.09.)()( FDwFDwxqxR其操作线方程 27.06.148.0.12 yw6-15. 某连续操作的精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下精馏段 y0.8x0.172提馏段 y1.3x0.018试求塔顶液体回流比 R、馏出液组成、塔釜汽相回流比 R、釜液组成及进料组成。解：依题意得精馏段 172.08.1xRxyD解得(1).0(2)172.RxD联立(1)，(2) 解
11、得486.0Dx提馏段018.3.1xRxyw解得(3).(4)018.Rxw联立(3)，(4) 解得3.06wx泡点进料 1q3.86.086.03 FFxxR解得.Fx所求的塔顶回流比 4R馏出液组成 86.0Dx塔釜汽相回流比 3釜液组成 .w进料组成 48.0Fx6-18. 想用一常压下连续操作的精馏塔分离苯的质量分敷为 0.4 的苯甲苯混合液。要求馏出液中苯的摩尔分数为 0.94，釜液中苯的摩尔分数为 0.06塔顶液相回流比 R2，进料热状态参数 q1.38，苯甲苯溶液的平均相对挥发度 2.46。试用逐板法计算理论板数及加料板位置。解：依题意得馏出液中苯的摩尔分数 ，釜液中苯的摩尔分
12、数为 ，塔顶液相94.0Dx 06.wx回流比 ，进料热状态参数 ，苯甲苯溶液的平均相对挥发度2R381q 42a苯的摩尔质量 KmolgM71甲苯的摩尔质量 92进料中苯的摩尔分数 40.92678.0Fx又相平衡方程(1)xaxy46.1)(1精馏段操作线方程(2)39.02RxyD而 484.63804.9.063 R提馏段操作方程(3)948.206.1xRxyw利用上述(1)，(2)，(3)方程按mD xyxyx2)1()2()1当 或 时，按FmxFyNmmxxyx1)()3(当 时，计算结束。wNx求得下表塔板序号 x y 塔板序号 x y1 0.864 0.94 7 0.302
13、 0.5162 0.765 0.889 8 0.203 0.3853 0.655 0.824 9 0.120 0.2514 0.549 0.750 10 0.0622 0.1405 0.463 0.679 0.0266Xw6 0.401 0.622完成分离任务需 10 块理论板，精馏段 5 块，在第 5 与第 6 块塔板间进料6-22. 用常压下操作的连续精馏塔分离苯甲苯混合液。进料中含苯 0.4 摩尔分数，要求馏出液含苯 0.97 摩尔分数。苯甲苯溶液的平均相对挥发度为 2.46。试计算下列两种进料热状态下的最小回流比：(1) 冷液进料，其进料热状态参数 q 1.38；(2) 进料为汽液混合
14、物，汽液比为 3：4。解：依题意得： ， ，.0Fx97.D46.2a(1) 冷液进料，q 1.38 时(1)PPPxxay46.12)1(2)053.16.38.03. PFP xq联立(1)，(2) 可求得 ，419PxPy最小回流比 28.146.05.37min PDyR(2)汽液混合物进料，汽液比为 3:4 即 FLV 74FLq(3)PPxy6.12(4)38.2473.04PP联立(3)，(4)可求得 ，071.Px52.Py .8.6.9minPDyR6-24. 分离乙醇异丁醇混合液（理想溶液，平均相对挥发度 =5.18)的连续操作精馏塔，进料组成为 =0.4，饱和掖体进料，理论板数为 9，进料板为第五板。若回流比FxR0.6，试求馏出液组成 及釜液组成 。DWx解：(1)平均相对挥发度 ，进料组成 ，理论板数 ，18.5a4.0F9N回流比 ，6.0R4x相平衡方程 yy)(精馏段方程 DDxRxy625.037.1假设馏出液组成 ，则精馏段方程97.0Dx 6025.37.xy 41.51y假设 成立.6xxD(2)将 代入精馏方程4.0F754.096.25.37y釜液组成 2618.18.4.5yxw
