精馏作业答案

1、苯酚（C6H5OH）（A）和对甲酚（C6H4（CH3）OH）（B）的饱和蒸汽压数据（假设此物系为理想

物系）为：

苯酚蒸汽压0pA kPa 0对甲酚蒸汽压pB 温度 t℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 kPa 7.70 7.94 8.2 8.5 8.76 温度 t℃ 117.8 118.6 119.4 120.0 苯酚蒸汽压0pA kPa 对甲酚蒸汽0压pB kPa 10.0 10.4 10.8 11.19 11.58 11.99 12.43 12.85 13.26 9.06 9.39 9.70 10.0 试按总压P=75mmHg（绝压）计算该物系的“t—x—y”数据，并计算在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度α，和平均相对挥发度；写出相平衡方程式。

75 解：总压P 101.310kPa7600pAi0

pB0ppBxA0PAPB00pApAxAyAPP利用上述式子计算相关数据列表如下：

苯酚蒸汽压

0pA kPa

温度

t℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0

对甲酚蒸汽压

0pB kPa

xA

1.0

0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.0952 0.000

yA

1.0 0.871 0.748 0.624 0.509 0.385 0.249 0.122 0.000

α 1.299 0.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326

10.0 10.4 10.8 11.19 11.58 11.99 12.43 12.85 13.26 7.70 7.94 8.2 8.5 8.76 9.06 9.39 9.70 10.0

计算1.318 yx1.318x1(1)x10.318x2、若苯－甲苯混和液在45℃时沸腾，外界压力为20.3kpa。已知在45℃时，纯苯的饱和蒸气压

p0苯22.7kpa，纯甲苯的饱和蒸气压p0甲苯7.6kpa。求其气液相的平衡组成。

p0苯22.7pp0甲苯20.37.612.7yx0.840.94；解：x苯0；0.84苯苯0p20.3p苯p甲苯22.77.615.1x甲苯1x苯10.840.16；y甲苯1y苯10.940.06）

3、某二元物系，原料液浓度xF=0.42，连续精馏分离得塔顶产品浓度xD=0.95。已知塔顶产品中易挥发组分回收率η=0.92，求塔底产品浓度xW。以上浓度皆指易挥发组分的摩尔分率。 解：DxDD0.420.920.4067 FxFF0.95WD110.40670.5933 FFFxFDxDWxWxFDWxDxW FF0.42=0.4067×0.95+0.5933xW xW=0.0567

4、混合液含易挥发组分0.35，泡点进料，经连续精馏塔分离，塔顶产品浓度xD=0.96， 塔底产品浓度xw=0.025

（均为易挥发组分的摩尔分率），设满足恒摩尔流假设。试计算塔顶产品的采出率D/F；若回流比R=3.2，泡点回流，写出精馏段与提馏段操作线方程。 解：1）

D(xFxW)0.350.0250.3476FxDxW0.960.025 xDR3.20.96yxx0.762x0.2292）精馏段操作线 R1R13.213.21

L'WyxxW提馏段操作线

L'WL'W

泡点进料，q=1，L’=L+qF=L+F=RD+F；V’=V，W=F-D=(1-D/F)F

L'WRDFFDxxWxxW yL'WL'W(R1)D(R1)D

DD R11FFx xDDW (R1)(R1)FF

10.3476 3.20.3476x0.0251.447x0.0112(3.21)0.3476(3.21)0.3476

5、苯－甲苯理想溶液在总压为101.3kpa下，饱和蒸气压和温度的关系如下：在85℃时，p0苯116.9kpa，

p0甲苯46kpa；在105℃时，p0苯204.2kpa，p0甲苯86kpa。求：（1）在85℃和105℃时该溶液

的相对挥发度及平均相对挥发度；（2）在此总压下，若85℃时，x苯0.78，用平均相对挥发度值求y

p0苯116.9解：（1）在85℃时：102.54

46p甲苯在105℃时：2＝204.22.37 86平均相对挥发度m1222.542.372.46

2（2）用m求y苯（85℃时）

y苯mx苯2.460.780.897

11x苯11.460.786、在连续精馏塔中分离含苯50％（质量百分数，下同）的苯－甲苯混和液。要求馏出液组成为98％，釜残液组成为1％（均为苯的组成）。M苯＝78，M甲苯＝92。求：甲苯的回收率。 解：解：（1）把已知的质量分数换算成摩尔分数 M苯＝78，M甲苯＝92

50/780.541

50/7850/9298/78馏出液组成：xD0.983

98/782/921/78釜残液组成：xW0.012

1/7899/92进料组成：xF（2）求D、W

取F＝100kmol/h为计算基准，由全塔物料衡算可得： F=D+W，及FxFDxDWxW联立两式可得：

FxFxW1000.5410.012D54.48kmol/h

xDxW0.9830.012WFD10054.4845.52kmol/h

（3）求甲苯回收率W，即是求釜残液中难恢复组分的回收率（釜残液中难挥发组分的量与其在原料液中的量之比）：

W

W1xW45.5210.012100%100%97.98%

F1xF10010.5417、在一两组分连续精馏塔中，进入精馏段中某层理论板n的气相组成yn＋1为0.75，从该板流出的液相组成xn为0.65（均为摩尔分数），塔内气液比V/L=2，物系的相对挥发度为2.5，求：（1）从该板上升的蒸气组成yn；（2）流入该板的液相组成xn－1；（3）回流比R。 解：解：（1）求yn 可用气液平衡方程由、xn求出yn

ynxn2.50.650.823

11xn11.50.65（3）求R 由

LR1 可解出：2R＝R＋1，R＝1 VR12（2）求xn－1

①由精馏段操作线方程yn1解出xD＝0.85 ②因ynxxR1xnD，得0.75＝0.65＋D R1R122xRxn1D，代入已知量得 R1R10.823

10.85，解出xn10.796 xn122