下册第一章蒸馏1. 苯酚(C 6H 5OH)(A )和对甲酚(C 6H 4(CH 3)OH)(B )的饱和蒸气压数据为解：总压 P=75mmHg=10kp 。

由拉乌尔定律得出 0A p x A ＋0B p x B =P 所以 x A =000BA B p p p p --；y A =p p A00B A B p p p p --。

因此所求得的t-x-y 数据如下：t, ℃ x y 1 10 0.2. 承接第一题，利用各组数据计算（1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。

（2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。

解：（1）对理想物系，有 α＝00BAp p 。

所以可得出t, ℃i α算术平均值α=9∑iα=。

α对i α的最大相对误差＝%6.0%100)(max=⨯-αααi 。

（2）由xxx x y 318.01318.1)1(1+=-+=αα得出如下数据：t, ℃ x 1 0 y 1 0 各组y i 值的最大相对误差==∇iy y max)(%。

3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算:95.5947.32790195.16ln 0--=T p A72.6357.33280195.16ln 0--=T p B式中 0p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。

问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。

此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率 解：由题意知T A ==--0195.1660ln 47.327995.59＝℃T B ==--0195.1660ln 57.332872.63=℃65℃时，算得0A p ＝；0B p = mmHg 。

由0A p x A ＋0B p （1－x A ）=60得 x A ＝， x B =; y A =0A p x A /60=; y B ==。

4 无5 若苯—甲苯混合液中含苯（摩尔分率），试根据本题中的t —x —y 关系求：（1） 溶液的泡点温度及其平衡蒸气的瞬间组成；（2） 溶液加热到100℃，这时溶液处于什么状态各相的量和组成为若干（3） 该溶液加热到什么温度时才能全部气化为饱和蒸气这时蒸气的瞬间组成如何t o C 85 90 95 100 105 x 0 y 0解：（1）由苯—甲苯的t —x —y 关系得x=时， 泡点温度＝℃ 平衡蒸气的瞬间组成＝（2）溶液加热到100℃时处于气液混合共存区气液相组成各位 x=；y=。

根据杠杆原理，气液相量之比＝4.047.026.04.0--＝2:1。

（3）由气液平衡关系知溶液加热到102℃时才能全部气化为饱和蒸气，此时y=。

6 常压下将含苯（A ）60%、甲苯（B ）40%（均指摩尔百分数）的混合液闪蒸（即平衡蒸馏），得平衡气、液相，气相摩尔数占总摩尔数的分率—气化率（1-q ）为。

物系相对挥发度α=，试求：闪蒸所得气、液相的浓度。

若改用简单蒸馏，令残液浓度与闪蒸的液相浓度相同，问：馏出物中苯的平均浓度为多少 提示：若原料液、平衡液、气相中A 的摩尔分率分别以x F 、x 、y 表示，则存在如下关系：11---=q x q qxy F 。

解：（1）闪蒸由23711+-=---=x q x x q q y F 和xx y )1(1-+=αα，解方程得x ＝。

从而y ＝。

（2）简单蒸馏 由方程⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+-=F W W Fx x x x W F 11ln ln 11lnαα和D W F Dx Wx Fx +=得出 D x =，即馏出物中苯的平均浓度为79％。

7． 某二元物系，原料液浓度x F =，连续精馏分离得塔顶产品浓度x D =。

已知塔顶产品中易挥发组分回收率η=，求塔底产品浓度x W 。

以上浓度皆指易挥发组分的摩尔分率。

解：由D W F Dx Wx Fx +=和92.0==FDFx Dx η得出W x =。

8 有一二元理想溶液，在连续精馏塔中精馏。

原料液组成50%(摩尔%)，饱和蒸气进料。

原料处理量为每小时l00kmol ，塔顶、塔底产品量各为50kmol/h ，已知精馏段操作线方程为y =+，塔釜用间接蒸气加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。

试求:（1） 塔顶、塔底产品组成(用摩尔分率表示)； （2） 全凝器中每小时冷凝蒸气量; （3） 提馏段操作线方程;（4） 若全塔平均相对挥发度=，塔顶第一块板的液相默弗里板效率EML=, 求离开塔顶第二块板的气相组成。

解：（1）由精镏段方程D x R x R R y 111+++=及已知的精馏段操作线方程为y =+得出833.01=+R R和1+R x D ＝， 解得R ＝5，x D ＝，x W =（2）全凝器中每小时冷凝蒸气量V ＝(R +1)D=300（kmol/h ）。

（3）提镏段操作线方程W x WqF L Wx W qF L qF L y -+--++=＝x －。

（4）求离开塔顶第二块板的气相组成2yEML=*--11x x x x D D ＝，又*1x ＝)1(111y y y -+α＝1123y y -＝D D x x 23-= 解得1x ＝ 又由物料平衡得2y ＝1y －V L ( x D －1x )＝－1+R R（－）＝。

9 有一二元理想溶液 ，在连续精馏塔中精馏。

原料液组成50%(摩尔%)，饱和蒸汽进料。

原料处理量为每小时l000kmol ，塔顶、塔底产品量各为500kmol/h ，已知精馏段操作线方程为y =+，塔釜用间接蒸气加热，塔顶采用全凝器，泡点回流。

试求:（1） 回流比R 、塔顶、塔底产品组成 (用摩尔分率表示)； （2）.精馏段上升的蒸气量q n (V)及提馏段下降的液体量q n (L ’) （3） 提馏段操作线方程；（4） 若相对挥发度= ，求回流比与最小回流比的比值：m inR R 。

解：（1）回流比R 、塔顶、塔底产品组成D x R x R R y 111+++=＝x ＋，解得 R ＝，x D ＝，x W =。

（2）精馏段上升的蒸气量q n (V)及提馏段下降的液体量q n (L ’) L ’＝L ＝RD=3070 kmol/h ， V ＝（R ＋1）D ＝3570 kmol/h 。

（3）提馏段操作线方程W x R x R R y 111---=＝x － （4）min R ＝11111-⎥⎦⎤⎢⎣⎡----F D FD y x y x αα＝所以m inR R＝。

10 某连续精馏操作中，已知操作线方程如下： 精馏段：y=+提馏段：y=若原料液于露点温度下进入塔中，试求原料液，馏出液和釜残液的组成及回流比。

解：由题意知1+R R＝，所以R = 1+R x D＝，所以 D x =。

由y ＝W x ＝W x 得出W x ＝。

因为露点进料，q 线方程为：y=F x 。

由q 点坐标（解两段操作线方程）x=, y=，得 F x ＝11.用一连续精馏塔分离由组分A ，B 所组成的理想混合液，原料液中含，馏出液中含（以上均为摩尔分率）。

已知溶液的平均相对挥发度为，最小回流比为，试说明原料液的热状况，并求出q 值。

解：平衡线方程为： y ＝x x )1(1-+αα＝xx5.115.2+。

精镏段操作线方程为：D x R x R R y 111+++=＝x ＋。

所以 q 点坐标为： x =， y ＝因为 x =<F x ＝, y ＝>F x ，所以原料为气液混合物。

由q 线方程可得F x ＝（1－q ）y ＋q x ，解得q ＝。

12 无13 在常压连续精馏塔中，分离苯—甲苯混合液，若原料为饱和液体，其中含苯为，塔顶馏出液中含苯，塔底釜残液中含苯（以上均为摩尔分率）,回流比为，试求理论板层数和加料板位置。

物系平衡资料见题7。

解：按M-T 图解法求理论板层数。

图示步骤略。

精镏段操作线截距＝1+R x D ＝152.49.0+＝。

绘得的理论板层数为： N ＝16。

加料板为从塔顶往下的第三层理论板。

14在常压连续提馏塔中分离含乙醇的乙醇—水混合液。

饱和液体进料，直接蒸气加热。

若要求塔顶产品乙醇回收率为，试求（1）在无限多层理论板层数时，计算每摩尔进料所需蒸气量；（2）若蒸气量取为2倍最小蒸气量时，求所需理论板层数及两产品的组成。

假设塔内气液恒摩尔流动。

常压下气液平衡资料列于例1-5题附表中。

解：由方程F ＋V 0=D+W 和F F x =D D x +W W x 及D D x ＝ F F x 解得 W x =。

（1） 在无限多层理论板层数时的操作线斜率为：WF W F W F F x x y y x x y V FV W --=-==**min 0min 0， 直接蒸汽加热，W y =0。

由平衡数据查得，F x =，*F y ＝，所以解得 min 0V ＝（mol/mol 进料）。

（2） 0V ＝2min 0V 时所需理论板层数及两产品的组成 显然D =0V ,F D Fx Dx =FDx x 242.0=，所以D x =。

图解法求得理论板层数为5（图解法略）。

15在连续操作的板式精馏塔中分离苯—甲苯混合液。

在全回流的条件下测得相邻板上的液体组成分别为，和，试求三层板中较低的两层的单板效率。

操作条件下苯—甲苯混合液的平衡资料如下。

x y 解：在全回流操作时，1+n y ＝n x 。

由板效率定义知 E m, v =11+*+--n n n n y y y y ，3y ＝2x ＝，2y ＝1x ＝。

由表查得*2y ＝。

所以 E m, 2=3232y y y y --*==73％。

同理 E m, 3=67％。

16. 有一精馏塔，已知塔顶馏出液组成x D =（摩尔分数），回流比R =2，塔顶采用全凝器，泡点回流，其气液平衡关系为xxy 14.114.2+=，求从塔顶数起离开第一块板下降的液体组成x 1和离开第二块板上升的气相组成y 2。

解：由xxy 14.114.2+=推出 y y x 14.11+=由于1y ＝x D =，所以 x 1＝。

故2y ＝1y －1+R R( x D －1x )=。

17—19 无第二章 吸收 暂无第五章 干燥1 无5-2 ×105Pa （1个大气压）、温度为50℃的空气，如果湿球温度为30℃，计算：（1）湿度；（2）焓；（3）露点；（4）湿比容解：1、H=, I=116kJ/kg, t d =25˚C12.027*******.2218021.0921v H =+⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛+= 5-3 已知一个干燥系统的操作示意图如下：在I －H 图中画出过程示意图 求循环空气量m,L解：示意图，见右图()1H H q C A L ,m =-h /50kg 0.01-0.031q L ,m ==5-4在一连续干燥器中干燥盐类结晶，每小时处理湿物料为1000kg ，经干燥后物料的含水量由40%减至5%（均为湿基），以热空气为干燥介质，初始湿度H 1为水•kg -1绝干气，离开干燥器时湿度H 2为水•kg -1绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：（1） 水分蒸发是q m,W （kg 水•h -1）；（2） 空气消耗q m,L （kg 绝干气•h -1）；原湿空气消耗量q m,L ’（kg 原空气•h -1）；（3）干燥产品量q m,G2（kg •h -1）。