化工原理《蒸馏》习题及答案

化工原理《蒸储》习题及答案

1.单位换算

（1）乙醇-水恒沸物中乙醇的摩尔分数为0.894,其质量分数为多少？

（2）苯-甲苯混合液中，苯的质量分数为0.21,其摩尔分数为多少？

大气中02含量为0.21,N2含量为0.79（均为体积分率），试求在标准大气压下，Ch和N2

的分压为多少？02和N2的质量分数为多少？

解：（1）质量分数

肛446x0.894

=0.956

X

AA+MBXB46x0.894+18x0.106

（2）摩尔分数

（苯分子量：78；甲苯分子量：92）

(3)

Po=Pyo=0.21

PN="P°=0.79

32x0.21

=0.233

Moxo+MNXN32X0.21+28X0.79

aN=1—ao=1—0.233=0.767

2.正庚烷和正辛烷在110℃时的饱和蒸气压分别为140kPa和64.5kPa»试计算混合液由正

庚烷0.4和正辛烷0.6（均为摩尔分数）组成时，在110℃下各组分的平衡分压、系统总压及

平衡蒸气组成。（此溶液为理想溶液）

解:

PA=PA°-XA=140x0.4=56kPa

PB=PB°-xH=64.5x0.6=38.7kPa

P=PA+PB=56+38.7=94.7kPa

%=^-=—=0.591

AP94.7

yB=1-yA=1-0.591=0.409

3.试计算压力为101.3kPa时，苯-甲苯混合液在96℃时的气液平衡组成。已知96℃时,

pA°=160.52kPa,/?B°=65.66kPa»

、*j_rHg八*P-PB''101.3—65.66八cr,

解：液相1苯的分率：/=°B-------------------=0.376

PA°-PR°160.52-65.66

P

7-g-八乃A-x160.52x0.376

气相苯的分率：=———-A=--------------=0.596

P101.3

4.在101.3kPa时正庚烷和正辛烷的平衡数据如下:

温度/℃液相中正庚烷的摩尔分数气相中正庚烷的摩尔分数

98.41.01.0

1050.6560.81

1100.4870.673

1150.3110.491

1200.1570.280

125.600

试求：（1）在压力101.3kPa下，溶液中含正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡蒸汽

的瞬间组成？

（2）在压力101.3kPa下被力口热至IJ117℃时溶液处于什么状态？各相的组成为多少？

（3）溶液被加热到什么温度时全部气化为饱和蒸汽？

解：t・x-y图

125

由f-x-y图可知

（1）泡点为114℃,平衡蒸汽的组成为0.54（摩尔分数）；

（2）溶液处于汽液混合状态，液相组成为0.24（摩尔分数），气相组成为0.42（摩尔分数）;

（3）溶液加热到119℃时全部汽化为饱和蒸汽。

5.根据某理想物系的平衡数据，试计算出相对挥发度并写出相平衡方程式。

温度/℃pA°/kPapB°/kPa

70123.331.2

80180.447.6

90252.670.1

100349.8101.3

解:

温度/℃708090100

P0

a=——3.9523.7903.6033.453

PB°

3.952+3.790+3.603+3.453°”

⑴%,=----------------------------=3./O

4

⑵广工

1+2.7%

6.在一连续操作的精微塔中，某混合液流量为5000kg/h,其中轻组分含量为0.3（摩尔分数，

下同），要求偏出液轻组分回收率为0.88,釜液中轻组分含量不高于0.05,试求塔顶储出液

的摩尔流量和摩尔分数。已知A/A=114kg/kmol,MB=128kg/kmol。

解：进料混合物的平均摩尔质量：

M==114x0.3+128x0.7=123.8k醛mol

进料混合液的摩尔流量：尸=岂”=40.39kmol/h

123.8

F=D+W

物料衡算：

FXF=DXD+WXW

40.39=O+W

贝Ij:

40.39x0.3=40.39x0.88x0.3+Wx0.05

联立求解得:W=29.1kmol/h

D=11.31kmol/h

FXr)40.39x0.3x0.88“仆

塔顶镯出液摩尔分数：X。-----F-----=---------------------=0.943

D11.31

7.在一连续精储塔中分离苯一氯仿混合液，要求储出液中轻组分含量为0.96（摩尔分数，

下同）的苯。进料量为75kmoVh,进料中苯含量为0.45,残液中苯含量为0.1,回流比为3.0,

泡点进料。试求：（1）从冷凝器回流至塔顶的回流液量和自塔釜上升的蒸气摩尔流量；（2）

写出精储段、提福段操作线方程。

解：物料衡算：

F=D+W

FXF=DXD+WXW

75=O+W

则nl：

75x0.45=Dx0.96+Wx0.1

联立求解得：D=.=.75x945-0.1）=3052kmol/h

—0.96—0.1

W=广£>=75_30.52=44.48kmol/h

（1）从冷凝器回流至塔顶的回流液量：L=RD=3x30.52=91.56kmol/h

自塔釜上生蒸汽的摩尔流量：V'=V=（7?+1）D=（3+1）x30.52=122IkmoVh

（2）精僧段操作线方程:

RxD30.96

-y,,+，-R+]X"+R+l----x“+----0.75x„+0.24

3+13+1

（3）提储段操作线方程:

提储段下降液体组成：r=£+F=91.56+75=166.56

L'166.5644.48x0.1

ym+1—v，X,”v，--------尤,”=L36x,“—0.0364

122.1122.1

8.某连续精微塔，泡点进料•，已知操作线方程如下:

精储段：y=0.8x+0.172

提储段：y=1.3x-0.018

试求：原料液、僧出液、釜液组成及回流比。

解：精微段操作线的斜率为:

』-=0.8n/?=4

R+\

由精帽段操作线的截距：

三一=0.172f塔顶储出液组成X。=0.86

R+\"

提储段操作线在对角线上的坐标为（X、v,Xw）,则

>w=X=Xw

xw-1.3xw-0.018

=i>xw-0.06

由于泡点进料，q线为垂直线。精储段与提储段操作线交点的横坐标为XF：

y=0.8XF+0.172

y=1.3xf-0.018

=>xf=0.38

9.采用常压精镯塔分离某理想混合液。进料中含轻组分0.815（摩尔分数，下同），饱和液

体进料，塔顶为全凝器，塔釜间接蒸气加热。要求塔顶产品含轻组分0.95,塔釜产品含轻组

分0.05,此物系的相对挥发度为2.0,回流比为4.0。试用：（1）逐板计算法：（2）图解法分

别求出所需的理论塔板数和加料板位置。

解：物料衡算：

F=D+W

FXF=Dx+泌w

F=D+W

则:

FxO.815=Dx0.95+Wx0.05

联立求解得：D="町7川=二Q05)=085/?km。"

XDTW0.95-0.05

IV=F-D=0.15Fkmol/h

提储段下降液体组成：L'=L+F=RD+尸=4x0.85尸+尸=4.4F

自塔釜上生成蒸汽的摩尔流量：V'=V=(7?+l)L>=(4+l)x0.85F=4.25F

Rx0.95

精储段操作线方程：---x”+—―D=0.8尤“+0.19

R+l"R+14+1

MAcnun.)。、加W4.4F0.15Fx0.05__.

提储段操作线方程：y”+i=—x-----x=---------x--------------------=1.04%—0.0018

"用V'V’4.25/4.25F

相平衡方程：y=&N=x=」一

1+x2-y

(1)逐板计算法

因为：yi=XD=0.95

由相平衡方程得：玉==0,95=0.905

12-必2-0.95

由精微段操作线方程：为=0-8玉+0.19=0.8x0.905+0.19=0.914

交替使用相平衡方程和精储段操作线方程至X<XF后，交替使用相平衡方程和提储段操

作线方程至x<rw。

各板上的汽液相组成

12345678910

y0.950.9140.8630.7880.6740.5270.3700.2340.1360.074

X0.9050.8410.7590.6500.5080.3570.2270.1330.0730.039

第三块板为进料板，理论板数为10块。

(2)图解法

交替在相平衡方程和精储段操作线方程之间作梯级，至X<XF后，交替在相平衡方程和提储

1.01.0

0.8-

0.6-

习题10附图

段操作线方程作梯级至x<xw。

10.在一常压连续精储塔中分离苯-甲苯混合液。已知原料液中含苯0.4(摩尔分率，下同)，

要求塔顶产品组成含苯0.90,塔釜残液组成含苯0.1,操作回流比为3.5,试绘出下列进料状

况下的精微段、提储段操作线方程。(1)q=1.2；(2)气液混合进料•，汽化率为0.5；(3)饱

和蒸汽进料。

解：精循段操作线方程：

R,x3.50.90

D=0.778x+0.20

以用-----X”-------------+----------rt

R+l〃R+13.5+13.5+1

(1)(7=1.2

qxF_1.20.4

y==6x-2

1.2-11.2-1

(2)汽液混合进料，汽化率为0.5

q=0.5

0.50.4

y------x=~x+0.8

q—\q-\0.5-1---0.5-1

(3)4=0,y=xF

在x-y图上分别作出上述三种情况下的精镭段操作线和q线，由其交点作出提储段操

作线。

11.在连续精储塔中分离含甲醇0.3（摩尔分数，下同）的水溶液，以便得到含甲醇0.95的

储出液和0.03的釜液。操作压力为常压，回流比为1.0,泡点进料•，试求：（1）理论板数及

加料板位置；（2）从第二块理论板上升的蒸气组成。

习题3-11附表常压下甲醇-水的平衡数据

液相中甲醇的气相中甲醇的液相中甲醇的气相中甲醇的

温度/℃温度/℃

摩尔百分数摩尔百分数摩尔百分数摩尔百分数

1000.00.075.340.072.9

96.42.013.473.150.077.9

93.54.023.471.260.082.5

91.26.030.469.370.087.0

89.38.036.567.680.091.5

87.710.41.866.090.095.8

84.415.051.765.095.097.9

81.720.057.964.5100100.0

78.030.066.5

解：由户XD=0.95,y=）b=0.95在x-y图上

得a点

X095

精储段截距：—^=-=0.475在

R+11+1

x-y图上得c点

过x=*=0.3作垂直线与精镭段操作线交

与d点;

过EW=0.03作垂直线与对角线交于b

点，连接他为提馈段操作线。

在平衡线与操作线之间作梯级，塔内理x

论板数为10块，第11块为塔釜，第8

块为加料板。

(2)由习题11附图可得，从第二块理论板上升的蒸汽组成为0.92

12.用一连续精储塔分离苯-甲苯混合液，原料中含苯0.4(摩尔分数，下同)，要求塔顶储

出液中含苯0.97,釜液中含苯0.02,若原料液温度为25℃,求进料热状况参数q为多少？

若原料为气液混合物，气液比为3:4,q值为多少？

习题3-12附表常压下苯-甲苯的平衡数据

液相中苯的摩气相中苯的摩液相中苯的摩气相中苯的摩

温度/℃温度/℃

尔百分数尔百分数尔百分数尔百分数

80.2111000.2560670.452824

84.10.8228070.9223591040.1551860.305256

88.00.6589170.8296771080.0581490.126931

92.00.507780.720202110.400

96.00.3760280.595677

解：由附图所示的苯-甲苯片尸了图得泡点温度为94.5℃。

查得：1(^=31018.3kJ/kmol,

平均温度Q(25+94.5)/2=59.75℃

苯的比热容：Cp=143.7kJ/kmol-K

甲苯的比热容：=169.5kJ/kmolK

原料液的平均比热容：cpm=143.7x0.44+169.5x0.56=159.18kJ/(kmol-K)

H-hr+c(t-r)31018.3+159.18x(93.5-25)

q=--------f-=-----------h-------=----------------------------------------=1.35

H-h31018.3

4

汽液混合物:q==0.57

3+4

115

习题12附图

13.续习题11,若原料液温度为40℃,其他条件相同，求所需理论板数及加料板位置。并

与习题11结果比较。

解：由习题11所示的甲醇-水平衡数据得泡点温度为78℃»

查得：rHifl?=36167kJ/kmol,1592kJ/kmol,

原料液平均汽化热：rm=36167x0.3+41592x0.7=39965kJ/kmol

平均温度t=(40+78)/2=59℃

水的比热容：=4.187kJ/kg•K=75.37kJ/kmol-K

甲醵的比热容：cp=85.75kJ/kmolK

原料液的平均比热容：=85.75x0.3+75.37x0.7=78.48kJ/kmol-K

H-hfr+Cp%T)39965+78.48(78-40)

=1.075

39965

g线方程:

qx1.0750.3

y=------x-------F---=-------------x----------------=14.33%-4.0

(7-1q—11.075-11.075-1

作g线，由q线与精微段操作线的交点做提储段操作线。在平衡线与操作线之间作梯级，塔

内理论板数为10块，第11块为塔釜，第7块为加料板。比习题11的塔板数略有减少。)

1.0

习题13附图

14.用一连续操作的精储塔分离丙烯-丙烷混合液，进料含丙烯0.8（摩尔分数，下同），常

压操作，泡点进料，要使塔顶产品含丙烯0.95,塔釜产品含丙烷0.95,物系的相对挥发度

为1.16,试计算：（1）最小回流比；（2）所需的最少理论塔板数。

解：（1）泡点进料，q=l贝IjXq=XF=0.8

1.16x0.8

=0.823

1+（a-1）与1+0.16x0.8

_^~y_0.95-0.823

,**v；—Dq——

mnyq_Xq0.823-0.8

（2）全回流时的最小理论板数

国（产_）（匕巫）］图（吗（经5）］

Nmm.=——2——1=―°。5。05__1=38.7（不包括再沸器）

Iga1g1.16

15.求习题11的最小回流比兄;

解：

习题15附图

方法一：

由代作q线与平衡线相交与g点，连接网延长至纵轴，得截距:

=0.53=R,=0.79

跖in+1

方法二:

由图读出g点坐标(0.3,0.67),带入Rmin的计算式

—=2^2=0.76

yq-xq0.67-0.3

16.求习题12的最小回流比总„。

解：

1.0

q=0.57

习题16附图

(1)原料液温度为25c时，q=1.352,则q线方程为

在x-y图上作出q线，则可以由附图读出g点坐标(0.46,0.68),带入用总的计算式

n%。一筋0.97—0.68

=----=--------------=1.32

yq-xq0.68-0.46

(2)汽液混合进料，汽液比为3：4时，q值为0.57,则g线方程为

在上)，图上作出g线，则可以由附图读出g点坐标(0.32,0.52),带入的计算式

口xD-y0.97-0.52

A=-------q=-----------=2.25

minyq—Xq0.52-0.32

17.用一连续精播塔分离苯-甲苯混合液。进料液中含苯0.4(质量分数，下同)，要求馆出

液中含苯0.97,釜液中含苯0.02,操作回流比为2.0,泡点进料，平均相对挥发度为2.5。使

用捷算法确定所需的理论塔板数。

解：先将质量分数换算为摩尔分数：

泡点进料，q=l贝!J/=疗=0.44

二巴2.5x0.44

y=0.663

"l+(a-l)x91+1.5x0.44

尤_0.974—0.663

•,Knin

yq—xq0.663-0.44

（2）全回流时的最小理论板数

lg[(})(〜)]lg[(JX97£)(lZ0^35)]

一匕土—血——1=—1—S974_Q.0235——1=7.02(不包括再沸髓

lg。1g2.5

^^.=2-1395=02

R+l2+1

N-N.

由吉利兰图查得:--------=0.45

N+2

所需的理论塔板数所=14.4（不包括塔釜）

18.常压下采用连续精储塔分离甲醇-水溶液，进料浓度为0.5,希望得到塔顶产品的浓度为

0.9,塔釜残液浓度V0.1（以上均为摩尔分数）。泡

点进料，操作回流比为2.0,采出率。/尸=0.5,求以

下二种情况下的操作线方程及所需理论板数：（1）

塔釜采用间接蒸气加热；（2）釜中液体用水蒸气直

接加热。甲醇-水的气液平衡数据见习题11。

解：采用间接蒸汽加热

习题6-18附图

精储段操作线方程

RXD20.9

y=x+

R+\R+l2+72+7

=0.67xn+0.3

操作线的两端点为a（0.9,0.9）,c（0,0.3）

提储段操作线：连接口线工尸=0.5与精储段操作线y=0.67x+0.3的交点"（0.5,0.635）和点b

（0.1,0.1）.提储段操作线方程式为：y“用=1.34%—0.034

图解法求理论板数，需3.9块理论板。

（2）采用直接蒸汽加热

精微段操作线同（1）,即y,母=0.67居+0.3

提镭段操作线产台卡无房

V'=V0=V=（R+\）D=3D,W'=L'=L+F=RD+F=2D+-^=4D

所以y=gx-g无'w,该操作线经过点（x'w,0）

由全塔物料衡算方程FXF+Voyo=DXD+

,-DX20X0.5-0X0.9

x=-------D=-----------=U.UZJ

W"W4D

连结点d（0.5,0.635）和点b，（0.025,0）,可得提储段操作线方程。ym+i=1.34（x„,-0.025）

直接蒸汽加热和间接蒸汽加热两种情况下提储段操作线重合，图解法求理论板，需4.8块理

论板。

19.用连续精镭塔分离含甲醇0.20（摩尔分数，下同）的水溶液，希望得到含甲醇0.96和

0.5的溶液各半，釜液浓度不高于0.02。回流比2.2,泡点进料。

试求：（1）所需理论板数及加料口、侧线采出口的位置；

（2）若只从塔顶取出0.96的甲醇溶液，问所需理论板数比（1）多还是少？

解（1）第一段操作线方程y„+I=上x„+黑

因R=2.2,xm=0.96,则精储操作线方程为：＞-„+|=0.687Sx„+0.3

第二段操作线方程V'=L'+Di+D2,Vys+]=Lxs+Dyxm+D2XD2

I:D\X\+DX[)2

—+D2,L=L'+D

K+IV1SV'2

L-DXI/)1比]+/)2/D2

所以2

y*+iL+D)$L+R

整理得

R+l5R+\

因。2/力i印，可得第二段操作线方程为：”+1=0.375x5+0.456

第一段与第二段操作线方程相交于点为(050.6435),第二段操作线与q线x孙=0.2相交于

点d2(020.531)

则第三段操作线方程可以通过如下方法得到:

连结点d,(020.531)和点40.02,0.02),得迎।二002=5»-0-02

八’'‘0.531-0.020.2-0.02

可得第三操作线方程：y„l+i=2.84x,„-0.037

(2)图解法得所需理论板数9,第4块为侧线采出，第6块为进料板。

(3)精储段操作线方程同上yn+l=0.6875x„+0.3

提微段操作线方程：精微段操作线与q线x=xF=0.2交于W(0.2,0.438),连结点

d；(0.2,0.438)和点e(0.02,0.02),得提储段操作线方程先用=2.42x„,-0.026

图解法得所需理论板数8,比不侧线采出所需理论板数少。

(图略)

20.用仅有两块理论塔板的精储塔提取水溶液中易挥发组分,

流率为50kmol/h的水蒸气由塔釜加入。温度为20℃,组成为

0.2、流率为lOOkmol/h的料液由塔顶加入。气液两相均无回

流。已知料液泡点为80℃,平均定压比热容为lOOkJ/

(kmol•℃),气化潜热为40000kj/kmol。若汽液平衡关系

为片3x,试求轻组分的回收率。

解：先确定加料热状况:

r+Cp(4T)40000+100x(80-20)习题20附图

q=~~r—4000()

塔内液相心二口尸印.。、］。。：115kmol/h

塔内汽相

V=V^+(1-^)F=50-0.15x100=35kmoVh

由于无回流，所以L=W,V=D

由塔底部物料衡算式导出操作线方程

VQy=Lx-Wxw,

或Lw115115no，

y=77x~77xw="^TX__不均=2.3x-2.3xw

塔釜的上升蒸汽应与Xw成平衡，即yw=3xw

而塔釜的上升蒸汽与第二块板的液相满足操作线方程，即叫=2.3近-2.3xw

所以3xw=2.3X2-2.3xw,HPx2=2.304xvv。

因为乃=3必=6.912^卬

所以由操作线方程为=2.3再-2.3种

可得6.912xw=2.3b-2.3xw

解得再=4.005冲,o

又y]=3X[=12.015xw,得x。=12.015xvv。

将结果代入轻组分的物料衡算式

FXF=DXD+WXW,

100x0.2=35x12.015xvv+115xw

由此可以解得：了匹=0.037,xD=0.445

轻组分的回收率〃=乌血X100%=巨3"X100%=77.88%

FXF100X0.2

21、一个只有提储段的精储塔，组成为0.5(摩尔分数，下同)的饱和液体自塔顶加入，若

体系的相对挥发度为2.5,塔底产品组成控制为0.03,当塔顶回流比为0.27时，求:

(1)塔顶组成的最大可能值;

(2)若要求塔顶产品组成达到0.8,回流比至少为多少?

解(1)塔顶产品的极限组成

W_x-x_x-0.5_x-0.5

由总物料衡算得,DFDD

Dxp—1由0.5—0.030.47

设进料与回流的混合液的组成为X。，则提储段操作线方程为

L'WqF+LW

乃1=-X（）---xw=----------x0-----------xwW

V1°V,wqF+L-W0qF+L-W

将尸=£>+W、q=l及力=x0代入上式可得，

q（£>+W）+LW\+R+W/DW/。

Xd—q（D+W）+L-WA<）-q（D+W）+L-W-i+R~_l+R人必

1.27+W/DW/D

即XD=Xn-x---O--.-O---3----(b)

1.27。1.27

按上升蒸汽和下降达到汽液平衡的假定，则力=为°、，即

2.5x0

■Xr\=(c)

1+1%

W

式(a)(b)(c)联立求解，得X。=0.74,x0=0.532,—=0.51

按此题的要求，即使塔为无限高，所得塔顶产品组成也只能达到0.74

(2)产品合格时的最小回流比

按力=x。=o.8考虑，即为满足产品合格的最小回流比。

Wx-x0.8-0.5

—=--D-----F-=---------=0.638

DxF-xw0.5-0.03

再由y=0.8=—=-解得X。=0.615。

-1+(口-1卜01+1.5%

将湎=0.615、，=0.638代入提储段操作线方程n+

则0.8=33x0.6-3-xOS

1+7?min1+Rmin

解得所需最小回流比/?min=1.02

22.在连续精偏塔中分离一理想溶液，原料液轻组分含量为0.5(摩尔分数，下同)，泡点进

料。塔顶采用分凝器和全凝器。分凝器向塔内提供泡点温度的回流液，其组成为0.88,从全

凝器得到塔顶产品，其组成为0.95o要求易挥发组分的回收率为96%,并测得离开塔顶第

一层理论板的液相组成为0.79。

试求：(1)操作回流比为最小回流比的倍数；

(2)若播出液流量为50kmol/h,求所需的原料液流量。

解：分凝器相当于一块理论板

(1)操作回流比与最小回流比

由附图所知，%=X。=095,%=0.88

由相平衡方程知y0=—~一

1+(a—1),XQ

0.88xa

即0.95

1+(6Z-1)X0.88

解得a—2.59

由XI用相平衡方程求y”即

a•X]也也=0.907

y

1+(ez-1)-x,1+1.59x0.79

由精储段操作线方程求操作回流比

RxD

y------

1R+l°HR---+---1-------

0.907=」-x0.88+吧

即:

R+1R+1

解得R=1.593

最小回流比Rmin

泡点进料，q=1则/=必=0.5

%

乂=

1+(a-l)x9

包」="酒%"036

…Knin

yq-xq0.721-0.5

则言幡“538

（2）原料液流量F

上厂必+3D-XD50x0.95_..

由回收率得-----=---------=0.96

FxFFx0.5

所以:F=99koml/h

23.精微分离某理想混合液，已知：操作回流比为3.0,物系的相对挥发度为2.5,也=0.96。

测得精储段第二块塔板下降液体的组成为045,第三块塔板下降液体组成为0.4（均为易挥

发组分的摩尔分数）。求第三块塔板的气相单板效率。

解：精储段操作线方程:

RxD_3.0+至8=o.75x„+0.24已知X2=0.45,由精微段操作

2寸“+

R+13.0+13.0+1

线方程得y3

为=0.75x0.45+0.24=0.5775

同理：X3=0.4,可得y4=0.54

y3*由相平衡方程求解

“a-X,2.5x04

乂*二---------——=0.625

1+(6Z—1),Xjl+1.5x0.4

则第三块塔板的气相单板效率为:

E=2?一迎.=85775-0.54=0初

y,,*—y“+i0.625-0.54

24、如附图，用一个蒸储釜和一层实际板组成的精锚塔

分离二元理想溶液。组成为0.2的料液在泡点温度下由

塔顶加入，系统的相对挥发度为3.5。若使塔顶轻组分的

回收率达到80%,并要求塔顶产品组成为0.30,试求该

层塔板的液相默弗里板效率。

解：由物料衡算及回收率可得：习题24附图

由该式可和解得Xw=0.0857

因为全塔为提福段，且泡点加料，所以L=F,D=V

贝—=—=---=7-------r7--------\=1.87(

VDD/F(xF-XW)/(XD-XF)

所以提储段操作线方程为y,+i=齐“-齐„,=L876A”-0.0751

已知为=x°=0.3,则与力在理论上成平衡的液相组成为

X：=---~~r-=------------=0.109

a-(a-i)y13.5-2.5x0.3

该板的实际液相组成与自塔上升的蒸汽组成而满足操作线方程，而)皿与塔釜液相组成成相

平衡关系:

_ax_3.5x0.0857

w=0.247

)w—1+(a-标―1+2.5x0.0857

将此结果代入操作线方程，可得西二七黑纥。.⑺

该板的默弗里板效率为：EmL="「2==°2二°/7]=319%

x,i-x：0.2-0.109

XF-X；

25、将二硫化碳和四氯化碳混合液于常压下进行间歇精储。料液组成含二硫化碳0.4（摩尔

分数，下同），当釜内残液中二硫化碳含量降到0.079时停止操作。若保持馈出液的组成恒

定为0.95,操作终止时回流比为最小回流比的1.76倍。

试求此精微塔的理论板数（7.5层）

习题25附表常压下二硫化碳和四氯化碳的平衡数据如下:

液相中二硫化碳的摩气相中二硫化碳的摩液相中二硫化碳的摩气相中二硫化碳的摩

尔百分数尔百分数尔百分数尔百分数

0.00.00.39080.6340

0.02960.08230.53180.7470

0.06150.15550.66300.8290

0.11060.26600.75740.8790

0.14350.33250.86040.9320

0.25800.49501.01.0

解：在x-y图上绘平衡曲线和对角线，如本题附图所示，在该图上读得：当xwe=0.079时,

与之平衡的ywe=0.20,贝ij：

RXD-ye_0.95-0.2

•„=-----------W--=-----------------=O.Z

以喋一.0.2-0.079

所以R=1.76x6.2=10.9

x_0.95

而D=0.08

R+1~10.9+1

连接a（0.95,0.95）和点b（在y轴上的截距为0.08）,

直线ab即为操作线。从点a开始在平衡线和操作

线间绘梯级，共需7.5层理论板（包括再沸器）。

习题25附图

26.用常压精镭塔分离苯和甲苯混合液。已知精储塔每小时处理含苯0.44(摩尔分数，下同)

的混合液lOOkmol,要求储出液中含苯0.975,残液中含苯0.0235。操作回流比为3.5,采用

全凝器，泡点回流。物系的平均相对挥发度为2.47。试计算泡点进料时以下各项：

(1)理论板数和进料位置；

(2)再沸器热负荷和加热蒸汽消耗量，加热蒸汽绝压为200kPa；

(3)全凝器热负荷和冷却水的消耗量(冷却水进、出口温度。=25℃/2=40℃)。

己知苯和甲苯的汽化热为427k^J/kg和