第五章 蒸馏课后习题参考答案
4.在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。
已知原料液流量为100 kmol/h ,组成为（易挥发组分的摩尔分数，下同），若要求釜液组成不大于，馏出液回收率为95% 。
试求馏出液的流量和组成。
解：由%95%100,,=⨯=
F
F n D
D n D x q x q η 2分
得h kmol x q x q F F n D D n /5.475.010095.095.0,,=⨯⨯==
1分
又5005.05.47,,,,=+=+=W n W W n D D n F F n q x q x q x q 2分
得h kmol q W n /50,= 1分
因此h kmol q q q W n F n D n /5050100,,,=-=-= 2分
得95.050
5
.47==
D x 2分
5.在连续蒸馏塔中分离含甲醇 （摩尔分数，下同）的甲醇—水溶液，其流量为100 kmol/h ,要求馏出液中甲醇的含量为 ，釜液中甲醇的含量为 ，回流比为 。
试求：（1）馏出液的流量；（2）饱和液体进料时，精馏段和提馏段的操作线方程。
解：（1）由100,,,=+=W n D n F n q q q
1分
4545.010003.096.0,,,,,=⨯=+=+=W n D n W W n D D n F F n q q x q x q x q 1分
联立上述两式，解得h kmol q D n /16.45,= h kmol q W n /84.54,= 2分
（2）精馏段操作线方程
27.072.01
6.296
.016.26.2111+=+++=+++=
+n n D n n x x R x x R R y 2分
提馏段操作线方程
h kmol q Rq qq q q F n D n F n L n L n /42.21710016.456.2,,,,,,=+⨯=+=+= 1分 ()()()h kmol q R q q q q D n F n V n V n /58.16216.4516.211,,,,,=⨯+=+=-+= 1分
01.034.158
.16203.084.5458.16242.217,,,,,
,,,,,,,1
-=⨯-=-=+m m V n w W n m V n L n m x x q x q x q q y
2分
6.在连续精馏操作中，已知加料量为100 kmol/h ,其中气-液各半，精馏段和提馏段的操作线方程分别为
y= + 及 y= -
试求操作回流比、原料液的组成、馏出液的流量及组成。
解：由75.01
=+R R
得3=R 1
分 24.01
=+R x D
得96.0=D x 1
分
q 线方程为 F F
F x x x x q x x q q y 21
5.015.05.011+-=---=---=
2分
联立精馏段和提馏段的操作线方程求得两操作线的交点为（,），将其代入q 线方程，得
F x 2505.061875.0+-=可得=F x
2分
又提馏段操作线过（x w , x w ）得0125.025.1-=w w x x 1
分
求得05.0=w x
由100,,,=+=W n D n F n q q q 1
分
5656.010005.096.0,,,,,=⨯=+=+=W n D n W W n D D n F F n q q x q x q x q
1分
联立上述两式，解得h kmol q D n /56,= h kmol q W
n /44,=
1分
7.在连续精馏塔中分离某理想二元混合液。
已知精馏段操作线方程为y = + ,提馏段操作线方程为y = - 。
若原料液于露点下进入精馏塔中，试求原料液、馏出液和釜液的组成及回流比。
解：由
732.01
=+R R
得7.2=R 2分
24.01
=+R x D
得98.0=D x 2分
又提馏段操作线过（x w , x w ）得0187.025.1-=w w x x
1分
求得07.0=w x 1分
联立精馏段和提馏段的操作线方程求得两操作线的交点为（,），又露点下66.0==q F y y 4分
10.在连续操作的板式精馏塔中分离苯—甲苯混合液。
在全回流条件下测得相邻板上的液相组成分别为 、 和 ，试求三层板中较低的两层的单板效率 ML E 。
操作条件下苯—甲苯混合液的平均相对挥发度可取作。
解：由题可知，255.01=+n x 385.01==+n n x y n n y x ==-575.01
2分
()35.0575
.015.25.2575
.0)1(*=⨯--=--=
n n n y y x αα
2
分 84.035
.0575.0385
.0575.0*
11=--=--=
--n n n n MLn x x x x E
2分 ()2.0385
.015.25.2385
.0)1(11*
1=⨯--=--=
+++n n n y y x αα
2
分
7
.02.0385.0255
.0385.0*111
=--=--=
+++n x x x x E n n n MLn
2分
11.在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。
已知进料量为 100kmol/h ,组成为（易挥发组分的摩尔分数，下同），饱和蒸汽进料，塔顶全凝器，泡点回流，馏出液流量为35 kmol/h ，物系的平均相对挥发度为 。
已知精馏段操作线方程为y = + 。
试求：（1）提馏段操作线方程；（2）自塔顶第1层板下降的液相组成为时的气相默弗里板效率。
解：由精馏段操作线方程y = + ，可得
8.01
=+R R
得 4=R
1分
188.01=+R x D
得
94.0=D x
1分
又h kmol q q q D n F n W n /6535100,,,=-=-= 1分
1.294.03535.0100,,,=⨯-⨯=-=D D n F F n W W n x q x q x q 1分
h kmol Rq qq q q D n F n L n L n /140354,,,,,=⨯==+= 1分 ()()()h kmol q q R q q q q F n D n F n V n V n /75100351411,,,,,,=-⨯+=-+=-+= 1分
得028.087.175
1.275140,
,,,,
,,,,,,,1-=-=-=+m m V n w W n m V n L n m x x q x q x q q y
1分
94.01==D x y
957.09
.0)15.2(19
.05.2)1(111*1=⨯-+⨯=-+=
x x y αα
1分
908.0188.09.08.0188.08.012=+⨯=+=x y 1分
65.0908
.0957.0908
.094.02*
1211=--=--=
y y y y E MV 1
分
12.在常压连续精馏塔中分离某理想二元混合物。
已知完成规定的分离任务所需的理论板层数为12（包括再沸器），若该精馏塔的全塔效率为55%，塔板间距为0.45m ,试计算该精馏塔的有效高度。
解：111121=-=-=N N T
3分
2055
.011
===
T T P E N N
3分
m H N Z T P 55.845.0)120()1(=⨯-=⨯-=
4分
13.在常压连续精馏塔中分离两组分理想溶液。
已知进料量为100 kmol/h,组成为，馏出液组成为（均为摩尔分数）。
饱和液体进料，塔顶全凝器，泡点回流。
操作回流比为最小回流比的倍。
在本题范围内，气液平衡方程为y = + ,气相默弗里板效率为，馏出液采出率为。
试求：（1）釜液组成；（2）经过塔顶第一层实际塔板气相组成的变化。
解：（1）釜液组成W x
h kmol q q F n D n /4810048.048.0,,=⨯=⨯= 1分
h kmol q q q D n F n W n /5248100,,,=-=-= 1分
48.098.048.0,,=--=--=
W
W
W D W F F
n D n x x x x x x q q 解得 02.0=W x
1分
（2）经过塔顶第一层实际塔板气相组成的变化21y y - 饱和液体进料：
48.0==F q x x
1分
718.043.048.06.0=+⨯=q y
1
分
1.148
.0718.0718
.098.0min =--=
--=
q
q q
D x y y x R
1分
82.11.165.165.1min =⨯==R R 1分
精馏段操作线：35.06.01
82.198.0182.182.1111+=+++=+++=
+n n D n n x x R x x R R y 1分
由5.02*
12
11=--=y y y
y E MV 1分
得04.0)]35.06.0()43.06.0[(5.0)(5.0112*121=+-+⨯=-⨯=-x x y y y y 1分。