内容发布更新时间 : 2024/11/16 8:30:27星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
1. A、B二组分在80℃时的饱和蒸气压分别为180.4kPa和47.3kPa。试求由0.4A和0.6B（均为mol%）组成的混合液在80℃时各组分的平衡分压、系统的总压及平衡蒸汽组成（视A、B溶液为理想溶液）。
2. 苯、甲苯混合物是理想物系，纯组分的蒸汽压为：
0lgPA?6.91210?1214.645t?221.205苯：
甲苯：
lgPB0?6.95508?1345.087t?219.616式中P0的单位是mmHg，t为℃。试求：
（1）塔顶蒸汽的温度为82℃，蒸汽组成为含苯95％（mol%）时的塔顶总压。 （2）塔的操作压强为99572Pa，温度为107℃时塔釜液的组成。
（3）已知进料中含苯50％（mol%）。若为泡点进料，应加热到什么温度（P = 99572Pa）? 3. 在压力为101.33KPa下，正庚烷与正辛烷物系的平衡数据如下： 温度（℃） 98.4 105 110 115 120 125.6 液相中正庚烷的摩尔分率x 1.0 0.656 0.487 0.311 0.157 0.0 气相中正庚烷的摩尔分率y 1.0 0.810 0.673 0.491 0.280 0.0 试求：（1）正庚烷组成为0.4(mol%)时，该溶液的泡点温度及其平衡蒸汽的瞬间组成。 （2）将该溶液加热至115℃时，溶液处于什么状态？各项的组成为若干？ （3）将该溶液加热到什么温度才能汽化为饱和蒸汽？这时蒸气的组成如何？ 4. 总压为303.3kPa(绝对)下，含丁烷0.80， 戊烷0.20(摩尔分率)的混合蒸汽冷凝至40℃，所得汽、液两相互成平衡。求液相和汽相量（物质的量）之比。
已知丁烷（A）和戊烷（B）的混合物是理想物系，40℃下纯组分的饱和蒸汽压分别为：PA0=373kPa, PB0 = 117kPa。
5. 有一连续操作的乙醇精馏塔，每小时送入30％（重量％，下同）的乙醇3kg，从塔顶蒸出的蒸汽，含乙醇80％通入一冷凝器全部冷凝，所得液体一部分作为产品，其余部分回流入塔内。回流量与产品重量之比为2 ：1，从塔底取出的残液中含乙醇1％。因浓度很稀，放入地沟废弃。试求：
（1）每小时的产量及随残液损失的乙醇量； （2）每小时送入冷凝器的蒸汽量；
（3）若使塔顶产品纯度提高至90％，而塔釜溶液浓度不变，求每小时随残液所损失的乙醇量。
（4）若塔顶产品浓度仍保持80％，而设法使釜液浓度降低为0.5%，求每小时随残液损失的乙醇量。
6. 由正庚烷和正辛烷组成的溶液在常压连续精馏塔中进行分离。混合液的流量为5000kg·h-1, 其中正庚烷的含量为30％（mol%，下同），要求馏出液中能回收原料中88％的正庚烷，釜液中含正庚烷不高于5％。试求馏出液的流量及组成，分别以摩尔流量和摩尔分率表示。
7. 某连续精馏塔操作中，泡点进料。已知操作线方程如下： 精馏段：y = 0.723x + 0.263 提馏段：y = 1.25x - 0.0187
试求原料液、馏出液、釜液组成及回流比，并作出δ线、精馏段操作线和提馏段操作线。 8. 某混合液含易挥发及组分0.24，在泡点状态下连续送入精馏塔。塔顶馏出液组成为0.95，釜液组成为0.03（均为易挥发组分的摩尔分率）。试求：
（1）塔顶产品的采出率qn,D/qn,F ；
（2）采用回流比R = 2时，精馏段的液气比qn,L/qn,V及提馏段的液气比qn,L'/qn,V' ； （3）采用R = 4时，求qn,L/qn,V及qn,L'/qn,V' 。 设混合物在塔内满足恒摩流条件。
9. 苯、甲苯混合液中含苯30％（mol%，下同），预热至40℃以10kmol·h-1的流量连续加入一精馏塔。塔的操作压强为101.3kPa。塔顶馏出液中含苯95％，残液含苯3％，回流比R=3。试求塔釜的蒸发量是多少？
10. 在常压操作的连续精馏塔中分离甲醇－水溶液。原料中含甲醇0.35（mol％）。试计算以下各种进料状态下的q值。
（1）进料温度为30℃； （2）泡点进料； （3）饱和蒸汽进料。
已知xf = 0.35时的泡点温度为76.7℃。
11. 含苯0.40(质量分率，下同)苯－甲苯混合液，在101.3KPa的连续精馏塔中分离。要求馏出液组成含苯0.97，釜液中含苯0.02，操作回流比为2，进料温度为25℃，试求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。
12. （1）某厂乙烯－乙烷精馏塔的进料组成中含乙烯81.5%(mol%,下同)，塔内操作压强为2127kPa（绝对），进料状态为饱和液体。现要求精馏时塔顶产品含99.5%的乙烯，塔釜产品含99.5%的乙烷。乙烯－乙烷的相对平均挥发度为1.45，试求所需的最小回流比。
（2）丙烯－丙烷的平均相对挥发度为1.16，试计算丙烯－丙烷二组分混合物在与（1）同条件下的最小回流比。
（3）若第二种情况下进料组成为50％丙烯时，则最小回流比为多少？ （4）以上（1）、（2）、（3）三种情况的计算结果说明了什么？
13. 用一连续精馏塔分离苯－甲苯混合液。 原料中含苯40％（质量百分数,下同）， 塔顶馏出液中含苯95％。原料为汽液混合物，其中蒸汽量占1/3（物质的量的比），苯－甲苯的平均相对挥发度为2.5。试求：
（1）原料液中汽相和液相组成； （2）最小回流比。
14. 欲设计一连续精馏塔用以分离含苯40％的苯与甲苯混合液,要求馏出液中含苯95％，釜液中含苯不高于5％（以上均为mol%）。泡点进料，选用的回流比为最小回流比的1.2倍，物系的相对挥发度为2.41。
试用逐板法和图解法求所需的理论板数及加料板的位置。
15. 含丙酮0.25的丙酮水溶液在常压塔内进行分离。要求塔顶产品含丙酮0.99（以上均为摩尔分率），原料液温度为25℃，求其最小回流比。101.33KN·m-2下平衡数据为： 温度 ℃ 100 92.7 86.5 75.8 66.5 63.4 62.1 61.0 液相中丙酮的摩尔分率x 0.0 0.01 0.02 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 汽相中丙酮的摩尔分率y 0.0 0.253 0.425 0.624 0.755 0.793 0.815 0.830 温度 ℃ 60.4 60.0 59.7 59.0 58.2 57.5 57.0 56.13 液相中丙酮的摩尔分率x 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 1.0 汽相中丙酮的摩尔分率y 0.839 0.849 0.859 0.874 0.898 0.935 0.963 1.0 若回流比取最小回流比的1.7倍。试求精馏段操作线方程和提馏段操作线方程。 16. 某二元理想溶液中，易挥发组分A的含量xf = 0.4(mol%)。于泡点状态加到精馏塔中。已知?AB=2。
（1）要求塔顶馏出液D对原料液之比qn,D/qn,F = 0.4，取R=2，试求塔顶和塔底产品理论上可达的极限浓度。
（2）若精馏装置中共有五块理论板（含塔釜），料液于第三块理论板加入，认为该板液相组成x3= 0.4，试求此塔可使塔顶和塔底产品分别达到的最大和最小浓度。
17. 分离苯－甲苯混合液的精馏塔具有12块塔板，总板效率为0.6，料液于泡点加入塔内，其浓度xf = 0.175，要求塔顶馏出液浓度xd = 0.9，残液浓度xw = 0.05（均为mol％），试用简捷法求取所需的操作回流比（?=2.46）。
18. 苯和甲苯精馏塔进料量为1000kmol·h-1, xf = 0.5, xd = 0.9, xw = 0.1, 泡点液相进料，R=2。试求：
（1）qn,D、qn,W ；
（2）qn,D = 560kmol·h-1, 行吗？为什么？
（3）qn,D = 535kmol·h-1， 行吗？若仍要满足原来的产品浓度要求，可采取什么措施？ 19. 在18题中，若塔釜用间接蒸汽加热，回流比为2，相对挥发度为2.46，平均板效率为0.55。问：
仍用此塔来分离苯、甲苯体系，若在操作过程中，进料浓度发生波动，由0.5降为0.4。（I）在采出率qn,D/qn,F及回流比不变的情况下，产品浓度会发生什么变化？（II）回流比不变，采出率降为0.4，产品浓度如何？(III) 若要使塔顶，塔釜浓度分别保持xd≥0.9, xw≤0.1, 可采取什么措施，具体如何调节？
20. 某精馏塔分离A、B混合液，进塔物料含A和B各为50％（摩尔比）的饱和蒸汽，处理量为100kmol·h-1，塔顶、塔底的产品量各为50kmol·h-1, 精馏段操作线方程为yn+1 = 0.833xn + 0.15，塔釜间接蒸汽加热、塔顶采用全凝器。试求：
（1）塔顶产品组成； （2）塔底产品组成；
（3）全凝器中每小时冷凝的蒸汽量； （4）蒸馏釜中每小时产生的蒸汽量； （5）提馏段操作线方程；
（6）若相对挥发度?=3，塔顶第一块塔板的板效率Em,L= 0.6（液相），则离开塔顶第二块塔板（实际板）的汽相组成。
21. 实验室有一精馏塔，用来分离苯和甲苯，其相对挥发度为2.4。设塔在全回流下操作，塔中某段相邻四板下降液体组成（从上至下）为0.57、0.41、0.28、0.18（ 均以苯的摩尔分率表示）。试求第三板的板效率（以气相计算）。
22. 有一20%甲醇水溶液，用一连续精馏塔加以分离，希望得到96%及50%的甲醇溶液各一半，釜液浓度不高于2%（以上均为mol%）。回流比为2.2，泡点进料，试求： （1）所需理论板数及加料口、侧线采出口位置
（2）若只于塔顶取出96%的甲醇溶液，所需理论板数较（1）多还是少？ 常压下甲醇和水的平衡数据如下： 温度 ℃ 100 96.4 93.5 91.2 89.3 87.7 84.4 81.7 78.0 液相中甲醇的汽相中甲醇摩尔分率x 的摩尔分率y 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 15.0 20.0 30.0 0.0 13.4 23.4 30.4 36.5 41.8 51.7 57.9 66.5 温度 ℃ 75.3 73.1 71.2 69.3 67.6 66.0 65.0 64.5 液相中甲醇的汽相中甲醇的摩尔分率x 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 95.0 100.0 摩尔分率y 72.9 77.0 82.5 87.0 91.5 95.8 97.9 100.0 23. 某塔顶蒸汽在冷凝器中作部分冷凝，所得气、液两相互成平衡。气相作产品，液相作回流（如附图），设该系统符合恒摩尔流假设，试推导此时的精馏段操作线方程。如该塔的塔顶采用全凝器，馏出液组成xd与上述采用分凝器时的气相产品组成相同。试比较采用分
凝器与全凝器两种情况下的操作线方程。
习题 23 附图 习题 24 附图
24. 如图所示的精馏塔具有一块实际塔板及一只蒸馏釜，原料预热至泡点，由塔顶连续加入，xF = 0.2（mol%，下同），测得塔顶产品能回收原料液中轻组分的80%，且xd = 0.28，系统的相对挥发度为2.5，试求残液组成xw及该块板效率。设蒸馏釜可视为一块理论板。
25. 用一常压连续精馏塔分离含苯0.4的苯－甲苯溶液。料液流量为15000kg·h-1，进料温度为25℃，回流比为3.5，所得馏出液与釜液组成分别为0.97和0.27（均为质量分率）。已知再沸器加热蒸汽压强为137KPa（表压），塔顶回流液为饱和液体，塔的热损失可以不计。试求：
(1)再沸器的热负荷及加热蒸汽消耗量；
(2)冷凝器的热负荷及冷却水用量。冷却水进、 出冷凝器的温度分别为27℃与37℃。 26. 设有含苯70%（mol%，下同）、甲苯30%的饱和液体，采用如图三种流程，在常压下进行精馏操作，获得含苯80%的馏出液，回流比为0.5，该体系相对挥发度为2.5。试求：
（1）不同流程的馏出液（以每小时100kmol进料计）; （2）若要获得最大的苯回收率，采用哪种流程好？
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2—全凝器
习题 26 附图
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分
凝
器
思 考 题
1. 精馏操作的基本依据是什么？ 2. 怎样利用（t-x-y）图说明精馏过程？ 3. 什么是理论板？默夫里板效率有什么含义？
4. 什么是恒摩尔流假设？它的前提条件是什么？在精馏计算中有什么意义？