化工原理课后习题答案第八章 蒸馏习题答案

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1、习题相平衡1．已知甲醇和丙醇在80℃时的饱和蒸汽压分别为181.13kPa和50.92kPa，且该溶液为理想溶液。试求：（1）80℃时甲醇与丙醇的相对挥发度；（2）若在80℃下汽液两相平衡时的液相组成为0.6，试求汽相组成；（3）此时的总压。解：（1）甲醇与丙醇在80℃时的相对挥发度（2）当x=0.6时（3）总压2．已知二元理想溶液上方易挥发组分A的气相组成为0.45（摩尔分率），在平衡温度下，A、B组分的饱和蒸汽压分别为145kPa和125kPa。求平衡时A、B组分的液相组成及总压。解：对二元理想溶液的气液平衡关系可

2、采用拉乌尔定律及道尔顿分压定律求解。已知理想溶液则根据拉乌尔定律，道尔顿分压定律，则有,因为所以即可解得=133.3kPa则液相组成3．苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸气压和温度的关系（安托因方程）为式中单位为，的单位为℃。苯－甲苯混合液可视为理想溶液，现测得某精馏塔的塔顶压力，塔顶的液相温度℃；塔釜压力，液相温度℃。试求塔顶、塔釜平衡时的液相和气相组成。解：⑴塔顶的液、气相组成在塔顶温度下，苯和甲苯的饱和蒸汽压可用安托因方程计算，即⑵塔釜的液、气相组成和塔顶用相同的方法求得,各有关参数为，4．在常压下将含苯70％，甲苯3

3、0％的混合溶液进行平衡蒸馏，汽化率为40％，已知物系的相对挥发度为2.47，试求：⑴汽、液两相的组成；⑵若对此混合液进行简单蒸馏，使釜液含量与平衡蒸馏相同，所得馏出物中苯的平均含量为多少？馏出物占原料液的百分率为多少？解：⑴根据题意，作平衡蒸馏时，液化率物料衡算式为相平衡方程式为联立求解以上两式得⑵按题意，在第一阶段简单蒸馏终了时，液相残余含量,则所以即所得溜出液占原料的百分率为溜出液的平均组成为物料衡算、热量衡算及操作线方程5．某混合液含易挥发组分0.25，在泡点状态下连续送入精馏塔。塔顶馏出液组成为0.96，釜液组

4、成为0.02（均为易挥发组分的摩尔分数），试求：(1)塔顶产品的采出率D/F；(2)当R=2时，精馏段的液汽比及提馏段的汽液比；解：（1）塔顶产品的采出率（2）对精馏段，由于，，所以对提馏段，由于泡点进料，故q=1且，所以6．在连续精馏塔中分离两组分理想溶液，原料液流量为，组成为0.3（易挥发组分摩尔分率），其精馏段和提馏段操作线方程分别为和，试求馏出液和釜液流量。解：由精馏段操作线斜率得故由精馏段操作线的截距得故（摩尔分数）由提馏段操作线方程和对角线方程联立解得对全塔作物料物料衡算得所以7．用板式精馏塔在常压下分离苯

5、－甲苯溶液，塔顶为全凝器，塔釜用间接蒸汽加热，相对挥发度，进料量为，进料组成（摩尔组成），饱和液体进料，塔顶馏出液中苯的回收率为0.98，塔釜采出液中甲苯回收率为0.96，提馏段液气比,求：⑴塔顶馏出液组成及釜液组成.⑵写出提馏段操作线方程。解：⑴依题意知：由上式方程解得，，⑵提馏段操作线方程为依题意，所以有，由于，，故有即解得回流比,因此有所以提馏段操作线方程为8．某精馏塔分离A、B混合液，以饱和蒸汽加料，加料中含A和B各为50%（摩尔分数），处理量为每小时100kmol，塔顶，塔底产品量每小时各为50kmol。精馏

6、段操作线方程为：，间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，试求：(1)塔顶、塔釜产品液相组成；(2)全凝器中每小时的蒸汽冷凝量；(3)塔釜每小时产生的蒸汽量；(4)提馏段操作线方程。解：（1）塔顶、塔釜产品液相组成由精馏段操作线方程，可得：，所以R=4得又由物料衡算，可得（2）全凝器中每小时蒸汽冷凝量V（3)塔釜每小时产生的蒸汽量V′（4)提馏段操作线方程：由于且所以故提馏段操作线方程为9．某定态连续精馏操作，已知进料组成为，塔顶产品流量为（流量单位皆为kmol/s），浓度，回流比R=2.50，冷液回流，q=1.20。在加料板上

7、方有一饱和液体侧线出料，侧线产品流量为，浓度，且/=1.50，塔底产品流量为W，浓度，试求，并写出第二段塔（测线出料与加料板之间）的操作线方程。解：（1）计算设进料流量为F，进行物料衡算，有（a）即（b）将，整理得故（2）第二段塔的操作线方程由于对加料板以上进行物料衡算，有即代入数据，得整理得精馏设计型计算10．用一连续精馏塔分离由组分A、B所组成的理想混合液。原料液和馏出液中含组分A的含量分别为0.45和0.96（均为摩尔分数），已知在操作条件下溶液的平均相对挥发度为2.3，最小回流比为1.65。试说明原料液的进料热

8、状态，并求出q值。解：由最小回流比的定义知，平衡线与精馏段操作线的交点也必是q线与平衡线的交点。由题知平衡方程为精馏段操作线方程为联立上面两式，解得，因故原料液的进料热状况为汽液混合物。由q线方程得即解得q=0.83911．在常压连续精馏塔中，分离苯－甲苯混合液，原料液流量为，其中含苯0.4（摩尔分率，下同），泡点进料。馏出液组成