发布时间 : 星期五 文章江南大学化工原理习题更新完毕开始阅读
（1）所需理论塔板数及进料板位置；
（2）釜中液体改用水蒸汽直接加热，所需理论塔板数又为多少。
15、在常压连续精馏塔内，分离含苯64%（mol%、以下同）的苯和甲苯混合液，进料量为4000kg/h，进料为泡点液体。要求馏出液中含苯99.2%，塔底产品中含苯1%，取实际回流比为最小回流比的1.58倍，平均相对挥发度2.54，塔底为间接蒸汽加热，回流液为泡点液体。试求： （1）塔顶及塔底产品的摩尔流率；
（2）用图解法求所需的理论塔板数及加料板位置。
苯—甲苯溶液在常压下的平衡数据见下表：
t(℃) x y 80.2 1.000 1.000 84.0 0.823 0.922 88.0 0.639 0.82 92.0 0.508 0.720 96.0 0.376 0.596 100.0 0.256 0.453 104.0 0.155 0.304 108.0 0.058 0.128 110.0 0 0 16、在上题条件下，将进料状态改为65℃及饱和蒸汽，试求：
（1）两种情况下的最小回流比，并与泡点液体进料时所需的最小回流比比较； （2）如维持15题所给的回流比，定性分析所需的理论塔板数和加料板位置有何变化。
17、在常压连续精馏塔中分离CS2-CCl4混合液。已知原料液于泡点加入，流量为3500kg/h，其中含CS230%（摩尔%，以下同），馏出液中含CS2 94%，残液中含CS2 2%，回流比为最小回流比的1.6倍，全塔操作平均温度约为61℃，空塔气速为0.8m /s，板间距为0.4m，全塔效率为50%，试求： （1）实际塔板层数； （2）塔径； （3）塔的有效高度。
CS2—CCl4混合液平衡数据（101.3kPa）
x y 0 0 0.0296 0.0823 0.0615 0.1555 0.1106 0.2660 0.1435 0.3325 0.258 0.4950 0.3908 0.634 0.5318 0.747 0.6630 0.829 0.7574 0.879 0.8604 0.932 1.0 1.0 18、在常压连续精馏塔中分离含甲醇40%（摩尔%，以下同）的甲醇水溶液，要求馏出液组成为98.6%，残液组成为2%，进料为泡点液体，操作回流比为最小回流比的2.2倍。塔顶采用一个部分凝器和一个全凝器进行冷凝，部分凝器控制回流为饱和液体，其余以饱和蒸汽状态进入全凝器冷凝冷却得到塔顶产品。若全塔效率为0.6，求实际塔板数。
甲醇—水溶液平衡数据（101.3kPa）
t(℃) x y 100 0 0 96.4 0.02 0.134 91.2 0.06 0.304 87.7 0.10 0.418 81.7 0.20 0.579 78.0 0.30 0.665 75.3 0.40 0.729 73.1 0.50 0.779 71.2 0.60 0.825 69.3 0.70 0.870 67.6 0.80 0.915 66.0 0.90 0.958 65.0 0.95 0.979 64.5 1.00 1.00 19、将含乙醇50%（摩尔%，以下同）的乙醇水溶液2000kmol / h及乙醇20%的乙醇水溶液 2000kmol / h，分别加入一常压连续精馏塔内进行分离，两股进料均为泡点液体。要求馏出液 中含乙醇82%，釜液中含乙醇1%，操作回流比为2，塔釜为间接蒸汽加热。试求： （１） 馏出液及釜液的摩尔流率； （２） 所需理论塔板数及两股进料的位置。
乙醇—水溶液的平衡数据（（101.3 kPa）
x y x y 0.00 0.00 0.45 0.635 0.01 0.11 0.50 0.657 0.02 0.175 0.55 0.678 0.04 0.273 0.60 0.698 0.06 0.34 0.65 0.725 0.08 0.392 0.70 0.755 0.10 0.43 0.75 0.785 0.14 0.482 0.80 0.82 0.18 0.513 0.85 0.855 0.20 0.525 0.894 0.894 0.25 0.551 0.90 0.989 0.30 0.575 0.95 0.942 0.35 0.595 1.00 1.00 0.40 0.614
20、在常压连续精馏塔内分离乙醇20%（摩尔%，以下同）的乙醇水溶液。要求馏出液组成大于82%，釜
液组成小于1%，并在精馏段内某一塔板上抽出泡点液体产品，其量为馏出液的1/2，浓度为60%，操作回流比为2，试确定所需理论塔板数，加料及侧线产品的位置。
21、在常压连续精馏塔中，含易挥发组分50%（摩尔%，以下同）的泡点溶液从塔顶加入，要求塔顶和塔
底产品中的易挥发组分含量分别为80%及1%，系统相对挥发度为2.5，泡点回流，回流比为3，试求： （1）回收率；（2）操作线方程；（3）最小回流比。
22、在一常压连续精馏塔内分离含苯40%（摩尔%，以下同）的苯-甲苯混合物，处理量为11100kg/h，进料温度为95.4℃。要求分离后得到的馏出液中含苯98%，塔底产品含甲苯99%。操作回流比为4.5，塔顶采用全凝器，回流液为泡点液体，冷却水进出口温度分别为25℃及40℃。蒸馏釜用3kgf/cm饱和水蒸汽间接加热，塔板效率为52%，若忽略热损失，试确定： （１） 塔顶及塔底产品的摩尔流率； （２） 实际塔板数及加料板位置； （３） 蒸馏釜中加热所需的饱和水蒸汽量； （４） 冷凝器中冷却水消耗量。
23、某两组份混合液在连续精馏塔内进行分离。已知料液中易挥发组份含量为50%（摩尔%，以下同），泡
点进料；塔底产品中易挥发组份含量为10%；平均相对挥发度为4，理论板数为4块（包括再沸器）。料液自第二层理论板进入，提馏段上升汽体摩尔流率为塔底产品的2倍。试求： （1）第三层理论板上升的蒸汽组成；
（2）若改为全回流，塔底仍连续出料，此时塔顶及塔底产品的组成为多少？
24、用一有6块理论板常压精馏塔来分离甲醇—水溶液。料液含甲醇0.4（摩尔分率，以下同），泡点进料，
要求塔顶甲醇浓度为0.90，塔底釜液中甲醇不高于0.08；操作回流比为3.3；塔顶全凝器，塔底间接蒸汽加热。现若改变进料浓度为0.30，其他条件不变，问塔顶和塔底浓度将如何改变？甲醇—水溶液平衡数据见习题18。并定性回答如果进料浓度维持0.30，且希望保持xD 和D / F不变，可采取什么措施？ 25、某混合液中含有苯、甲苯和乙苯三种组分。在总压为101.3kpa，温度为120℃时，试求：
（１） 各组分的相平衡常数； （２） 各组分对乙苯的相对挥发度；
（３） 在上述条件下，若混合液中含苯5%（摩尔分率），求相互平衡的汽、液相组成。 混合液可视为理想溶液。苯、甲苯、乙苯的饱和蒸汽压可用安托因方程式计算：
2
lgP0?A?B 组 分 t?C式中：t——系统温度，℃； P——饱和蒸汽压，mmHg； A、B、C——安托因常数，无因次。
进料为泡点液体。试求： （１） 最小回流比；
（２） 若取回流比为1，求理论塔板数。
组 分 A B（轻关键组分） 进料中各组的 摩尔分率 0
苯 甲苯 乙苯 A 6.898 6.953 6.954 B 1206.35 1343.94 1421.91 C 220.24 219.58 212.93 26、某连续精馏塔的进料和馏出液组成以及平均条件下各组分对重关键组分的平均相对挥发度如下表。
馏出液中各组分摩尔分率 釜液中各组分的摩尔分率 各组分对重关键组分的相对挥发度 0.25 0.25 0.5 0.48 0 0.02 5 2.5 C（重关键组分） D 0.25 0.25 0.02 0 0.48 0.5 1 0.2
第六章 气液传质设备
11-1 在F1型浮阀常压精馏塔内分离苯-甲苯混合液，已知操作条件下精馏段的物性数和气
液量分别为：
气体流量Vs=0.70m3/s 气体密度ρV=2.7kg/m3 液体流量Ls=1.8×10-3m3/s 液体密度ρL=810kg/m3 液体表面张力σ=0.021N/m.
若取塔板间距为HT=0.4m。试求： （1） 液泛气速为多少？ （2） 塔径为多少？
11-2 分离甲醇-水溶液的过程中，在操作条件下，精馏段内物性数据如下：
气体流量Vs=3384m3/h 气体密度ρV=1.081kg/m3 液体流量Ls=2.556m3/h 液体密度ρL=787.2kg/m3 液体表面张力σ=0.0449N/m.
试对精馏段设计一块F1型浮阀塔板。
11-3 已知分离甲醇-水溶液过程中，操作条件下精馏段内物性数据和塔板结构参数如下：
气体流量Vs=0.957m3/h 气体密度ρV=1.01kg/m3 液体流量Ls=7.81×10-4m3/h 液体密度ρL=791.2kg/m3 液体表面张力σ=0.03642N/m.
塔径D=0.9m 气体流通截面积A＇=0.565m2 降液管截面积Af=0.0713m2 溢流堰长lw=0.675m 溢流堰高hw=45 mm 塔板间距HT=0.45m 浮阀直径d0=0.039m 浮阀数N=70个 降液管下端与塔板的间距h0=35mm.
试作出负荷性能图及操作条件下的负荷上下限。
11-4 在25×25×2.5mm乱堆瓷拉西环填料塔内，用水吸收半水煤气中的CO2，已知半水
煤气的组成(V%)为：CO229%、H249.5%、N216.4%、CO3.8%、O20.6%、CH40.7%，操作温度为30℃，压力为1.72MPa，气体流量为12000标准m3/h，吸收剂用量为147500kg/h，若空塔气速为泛点气速的75%，试确定塔径。
11-5 在填料吸收塔中，用清水吸收氨—空气混合气中的氨，填料塔内装有3m高、50×
50×4.5mm乱堆瓷质鲍尔环，操作压力为常压，温度为20℃。进塔混合气流量为8000m3（标准状态）/h，操作条件下密度为1.14kg/m3，吸收剂用量为1.42×104kg/h，取空塔速度为液泛速度的65%。试求填料吸收塔的直径与气体通过填料层的压降。 11-6 若将题11-5填料改用38.5×19×1.0乱堆塑料阶梯环填料，填料层高度仍为3m，而
允许每米填料层的压降为5.23kPa，试求在其他条件不变情况下塔径应为多少？