第6章蒸馏6-1.苯（A ）和甲苯（B ）的饱和蒸气压数据为苯的饱和蒸气压 p A /kPa甲苯的饱和蒸 气压p B / kPa80.2 101.33 39.9984.1 113.59 44.4 88.0 127.59 50.6 92.0 143.72 57.6 96.0 160.52 65.66 100 179.19 74.53 104 199.32 83.33 108 221.19 93.93 110.4233.05101.33根据上表数据作101.33kPa 下苯和甲苯溶液的t - y - x 图及y 一 x 图。
此溶液服从拉乌尔定律。
解:80.21.0 1.0 84.1 0.823 0.925 88.0 0.659 0.83 92.0 0.508 0.72 96.0 0.376 0.596 100 0.256 0.453 104 0.155 0.304 108 0.058 0.123 110.40 0 P - PB P AX A 00 ； y A X AP AF B6-2 .利用习题6-1的数据（1 ）计算相对挥发度：•。
（2）写出平衡方程式。
3）算出y-x 的一系列平衡数据与习题1作比较 （答：（1） :一2.44,（ 2） y = 2.44X） 1 +1.44x 解:⑴：■80.2 2.53 1.0 1 84.1 2.56 0.823 0.919 88.0 2.52 0.659 0.825 92.0 2.50 0.508 0.716 96.0 2.44 0.376 0.595 100 2.40 0.256 0.456 104 2.39 0.155 0.309 108 2.36 0.058 0.131 110.42.300 0P A⑶由〉计算所得的一系列y 、 x 值与习题6-1之值很接近6-3 .将含24% （摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏 塔中。
要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。
送至冷凝器的蒸气量 为850kmol h J，流入精馏塔的回流液量为 670kmol h J 。
试求：（1）每小时能获得多少kmol 的馏出液？多少kmol 的釜液？ （2）回流比R 二丄为多少?D(答: D -180kmol h J ， W -608.6kmol h J ； 解：V 二 L • D ，D 二V -L = 8506741 80moh 」，R =丄670=3.72，D 180F 二 D W =1 80 W ，F X F 二 D X D Wx W 即 0.24F =0.95 180 F -180 0.03，解1F =788.6kmol h ，W=F —D =7 886—1 8060 85k mo h 。
6-4 .有10000kg h d 含物质A （摩尔质量为78kg kmol ，） 0.3（质量分数，下同） 和含物质B （摩尔质量为90kg kmol ） 0.7的混合蒸气自一连续精馏塔底送入。
若 要求塔顶产品中物质 A 的组成为0.95，釜液中物质A 的组成为0.01。
试求：（1 ）进 入冷凝器底蒸气流量为多少？以摩尔流量表示。
（2）回流比R 为多少？（答：（1） V =116kmol h J ; （2） R =1.96 ） 解：F 二 D W ，10000 4V116kmol h ，86.11D =3085.1二 39.28kmol h 4，78.53丄V 116V =(R 1)D= R 11 =1.96。
D 39.286-5 •某连续精馏塔，泡点加料，已知操作线方程如下:a x 1 亠 i* 1 x2.44x1 1.44xR=3.72 )FX F 二 DX D WX W ， =3085.1kg h 」，0.95/780.956，0.95 0.05 ，78 90 0.3/780.33，0.3 0.7 '78 90= 0.956 78 0.044 90 = 78.53，= 0.33 78 0.67 90 = 86.11,X DX FM DM F精馏段y=0.8x，0.172提馏段y=1.3x_0.018试求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。
（答：X f -0.38 ; X d =0.86 ; X w=0.06 ; R = 4 ）解：精馏段操作线的斜率为—=0.8 ,R+1二R = 4 ；精馏段操作线的截距为虽=0.172 oR+1=■ X D = 0.86;提馏段操作线在对角线的坐标为：y,w = x=X W=X W = 1.3x w - 0.0 1 8,=X W = 0.06 ；泡点进料，q线为垂直线，两操作线交点的横坐标为X F ,y = 0.8X F -0.1 72y = 1 .3X F - 0.0 1 8,=x F= 0.38 o6-6 .要在常压操作的连续精馏塔中把含0.4苯及0.6甲苯的溶液加以分离，以便得到含0.95苯的馏出液和0.04苯（以上均为摩尔分数）的釜液。
回流比为3，泡点进料，进料量为100kmol h J。
求从冷凝器回流入塔顶的回流液的流量及自釜升入塔底的蒸气的流量。
（答：L =118.68kmol h」;V =158.24kmol h」）解：由 F = D W、F X F D X D W&，0.4 - 0.0439.56kmol h」，解得：D 二 F X F-X W才。
X D —X W 0.95—0.04L =RD =3 39.56 =118.68k m o h」，V —V =（R 1）D =4 39.56 = 158.24k mo lh ' o 6-7 .在连续精馏塔中将甲醇30% （摩尔分数，下同）的水溶液进行分离，以便得到含甲醇95%的馏出液及3%的釜液。
操作压力为常压，回流比为 1.0，进料为泡（答：N T6块板进料）解：x 二X D , y 二X D在y 一x图上得a点，精馏段截距△095 =0.475 ,R + 1 1+1在y — x图上得c点，连接ac得精馏段操作线，过x二X F做垂直线与精馏段操作线的交点d，当x二x w时，提馏段操作线y二x w对角线上b点，在平衡线与操作线间作梯级，塔内理论板数为八块，加料板为第六块。
（图略）6-8 .用一连续精馏塔分离苯一甲苯混合液，原料中含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02 （以上均为摩尔分数），若原料液温度为250C，求进料热状态参数q为多少？若原料为气液混合物，气液比为3/4，q值为多少？（答：q =1.35 ; q =0.57 ）J/M A0.4/78 门“x F0.44，:A/M A:B/M B 0.4/78 0.6/92泡点为95 C，查得：r苯二30724.2kJ kmol ‘，r甲苯二32200kJ kmol '，=r =0.4r苯0.6伸苯=31609.7kJ kmol，，平均温度：25 95=60 C，2查得60 C苯的比热为cp =143.5kJ kmol J K J，甲苯的比热为cp =169.3kJ kmol ‘，=c p=0.4 143.5 0.6 169.5 =159.1kJ kmol 4K‘，- 31609.7 +159.1（95 —25）彳q I ・35；31609.7气液混合物：4q二汽化率0.57 o76-9 .某液体混合物含易挥发组分0.65 （摩尔分数，下同），以饱和蒸汽加入连续精馏塔中，加料量为50kmol h4，残液组成为0.04，塔顶产品的回收率为99%，回流比为3，试求：（1）塔顶、塔底的产品流量；（2）精馏段和提馏段内上升蒸汽及下降液体的流量；（3 ）写出精馏段和提馏段的操作线方程。
解：⑴根据回收率的定义有：二捡，解:FX F 又FX F二DX D WX W，X D - y qy q —X q又幕:Xq1(:T)X q2・5xq1 (2.5-1)X q= 0.5X q= 0.286 则 R min0.9 -0.5 0.5 - 0.286-1.871二 D = F _W =50 -8.125 = 41.87 km o h ； ⑵根据回流比的定义 R 二L/D 有：L =RD =3 41.875 =125.625k m o h J ,又 V 二L D =(R 1)D =(3 1) 41.875 =167.5kmol h ，,因为进料为饱和蒸气q=0，所以提馏段上升蒸气和下降的液流量如下:V =V -(1 -q)F =167.5 -(1 -0) 50 = 117.5k mo lh J ， L = L qF =125.6250 50 二 125.625k mo lh 」；⑶由回收率定义得:6-10 . 一常压操作的精馏塔用来分离苯和甲苯的混合物。
已知进料中含苯0.5（摩 尔分数，下同），且为饱和蒸汽进料。
塔顶产品组成为 0.9，塔底产品组成为0.03， 塔顶为全凝器，泡点回流。
原料处理器为10kmol h J ，系统的平均相对挥发度为2.5， 回流比是最小回流比的1.166倍。
试求：（1）塔顶、塔底产品的流量；（2）塔釜中的 上升蒸汽流量；（3 ）塔顶第二块理论板上升蒸汽的组成。
解：⑴ F 二 D W ， F X F =D X D W X W ，D = F —W = 10 —4.6 二 5.4k m o h⑵ q =0， y q =X F =0.5，WxWFX F"一,则W 严（1一）X W50 0.65 (1 -0.99)0.04= 8.125kmol h ,X DF X F 50 0.65 0.990.77，D 41.875精馏段操作线方程为：R 丄 X D 3 yx R 1 R 13 1即 y =0.75x 0.1925， 提馏段操作线方程为：L Wx W125.6258.125 x 0.04 y xxL -WL -W 125.625-8.1251 2 56 2 5 8.1 25x 077 =0.75x 0.1 92,3 1F(X D X F )X D 一 X W10 (0.9-0.5)0.9—0.03=4.6k m o lh J ，V m in =V m in ~'(I -^厅-V m i^ — F = 15.5 —10 = 5.5kmol 塔釜中的上升蒸汽流量： V ： =1.3V min =1.3 5.5=7.15kmol h ，;⑶塔顶上升蒸汽量 VF =17.15kmol h J ,V =(R 1)D ,R =匕 1 二17151 =2.18 ,D 5.4 塔顶第一块板下降液体组成(理论板)X 1 = 0.783，塔顶第二块理论板上升的蒸汽组成 V 2为：y 2— X ^ -X D21匕 0.783090.82。