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第一章蒸馏
化工原理复习题
11用一连续精馏塔分离由组分AB组成的理想混合液。原料液中含A044，馏
出液中含A0957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为25，最
回流比为163，试说明原料液的热状况，并求出q值。
解：在最回流比下，操作线与q线交点坐标（xq，yq）位于平衡线上；且q线过（xF，xF）可以计算出q线斜率即q1q，这样就可以得到q的值由式147Rmi
xDxqα1xD1xq（α1）代入数据得
0630957xq25×109571xq（251）∴xq0366或xq107（舍去）
即xq0366根据平衡关系式y25x（115x）得到yq0591q线yqx（q1）xF（q1）过（044，044），（0366，0591）q（q1）（0591044）（0366044）得q067
∵0q1∴原料液为气液混合物
12在连续精馏塔中分离某种组成为05（易挥发组分的摩尔分率，下同）的两组分理想溶液。原料液于泡点下进入塔内。塔顶采用分凝器和全凝器，分凝器向塔内提供回流液，其组成为088，全凝器提供组成为095的合格产品。塔顶馏出液中易挥发组分的回收率96％。若测得塔顶第一层板的液相组成为079，试求：（1）操作回流比和最小回流比；（2）若馏出液量为100kmolh，则原料液流量为多少？
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解：（1）在塔顶满足气液平衡关系式yαx1α1x代入已知数据
095088α1088α1∴α2591
第一块板的气相组成y12591x1（11591x1）
2591×079（11591×079）0907
在塔顶做物料衡算VLDVy1LxLDxD
0907（LD）088L095D
∴LD1593
即回流比为R1593
由式147Rmi
xDxqα1xD1xq（α1）泡点进料xqxF
∴Rmi
1031
（2）回收率DxDFxF96％得到
F100×095（05×096）19792kmolh
14在常压连续提馏塔中分离含乙醇0033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099，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15题附表中。
解：
由方程F＋V0DW和FxFDxDWxW及DxD＝099FxF解得
xW000033。
（1）在无限多层理论板层数时的操作线斜率为：
WV0mi

FV0mi


y
F
xFxW

y
F
xF
yWxW
，
直接蒸汽加热，yW0。
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由平衡数据查得，
xF
0033，
y
F
＝0270，所以解得
V0mi
＝0121（molmol
进料）。
（2）V0＝2V0mir