【導讀】下苯-甲苯混合溶液的t-x-y相圖及x-y相圖。設此溶液服從拉烏爾定律。⑴開始冷凝溫度為103℃，冷凝液組成?⑵冷卻至100℃時，物系為氣液混合物，液相組成為?⑶全部冷凝時溫度為96℃，液相組成?為含苯及甲苯，試求該塔塔頂?shù)牟僮鲏毫ΑＯ率霭餐腥f公式計算，即：CtBAgpo????式中t----系統(tǒng)的溫度，℃；po----飽和蒸汽壓，mmHg;A、B、C----物系的安托萬常數(shù)，無因次。相平衡關系式：x.494014941??7-5甲醇-水的蒸汽壓數(shù)據(jù)及下的氣液相平衡數(shù)據(jù)列表如下，較大，因此該混合溶液不能被看作理想溶液。通過試差可解得：311402.x?即用簡單蒸餾餾出總量的1/3時的釜液組成為，餾出液組成為。根據(jù)物料衡算方程：LxVyFxF??根據(jù)相平衡方程：x.4511452??即用閃蒸汽化總量的1/3時的氣相組成為，液相組成為。冷凝器中將氣相量的1/3冷凝為飽和液相。解：冷凝氣相量的1/3時，F(xiàn)FV31=L32?若冷凝量增加時，從相圖中可以看出，氣相組成增大，液相組成亦增大。7-8在常壓下，經(jīng)連續(xù)精餾塔分離含甲醇的甲醇-水溶液。液相符合恒摩爾流假設。

　　

【正文】 得 不包括塔釜）( 221030601 4863060212 .. ..YNYN m i n ?? ?????? 石油化學工程基礎（習題） 第七章 蒸餾 第 720 頁 ⑵由物料衡算方程求塔頂塔底流量：??? ?? ??WDF WxDxFxWDF 帶入數(shù)據(jù)：??? ??? ?? ... WD. 0109704203248 3248 解得： hk m o lhk m o 2 7 . 6 8= W6420? 冷凝器熱負荷： ? ? ? ? ? ?....DRQ0639102 . 3 0 1= 0303600897031717642020216 ??????????? ? 再沸器熱負荷： ? ? ? ? hk m o l...DRDLV 247264202021 ???????? ? ?....VQ7721105982 9903 6 0 0 80103 1 7 1 724726 ????????? ? 720 在精餾塔的操作中，若進料量及塔底再沸器熱負荷不變，而進料組成 Fx 因故降低，試分析塔頂產(chǎn)品組成 Dx 如何變化？可采取什么措施使 Dx 不變？ 解：若進料量及塔底再沸器熱負荷不變，而 Fx 降低，由于 塔設備一定，即塔板數(shù)不變，則由相圖中可看出 Dx 降低。若要提高 Dx 可采用增大回流比 R，降低進料口位置。 721 有 A、 B、 C、 D 四種組分組成的理想溶液，其中 A、 B 兩種組分含量少且揮發(fā)度相近， D 具有腐蝕性。試設計合理的精餾流程使其分離開（簡述理由）。 解：應首先從塔底將具有腐蝕性的 D 分出，減少其對后繼設備的腐蝕。再將易分離的 C 從塔底分離，最后分離含量少且揮發(fā)度相近的 A 和 B，這樣可以減少高塔的塔徑。 石油化學工程基礎（習題） 第七章 蒸餾 第 721 頁 722 某液相混合物的組成為：苯 、甲苯 、鄰二甲苯 （均為摩爾分率）。若在 下其氣、液相平衡溫度為 95℃，試分別用相平衡常數(shù)法及相揮發(fā)度法計算與液相組成相平衡的氣相組成。可近似認為該物系為理想物系。 95℃時各組分的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)如下表： 解：⑴相平衡常數(shù)法： 組分 苯 甲苯 鄰二甲苯 飽和蒸汽壓， kPa ppKoA? 則 57 91310 19515 9 ...KA ?? 62 50310 13163 ...K B ?? 2 18031 011322 ...K C ?? 根據(jù) iii xKy ? ，在泡點下與液相組成相平衡的氣相組成： 7 9 005005 7 91 ...xKy AAA ???? 1 5 602506 2 50 ...xKy BBB ???? 05402502180 ...xKy CCC ???? ⑵用相對揮發(fā)度法：ojoijiij PPKK ??? 2 2871322951 59 ...AC ??? 86 1213223163 ..BC ??? 由?? iij iiji xxy?? 石油化學工程基礎（習題） 第七章 蒸餾 第 722 頁 得： 7890250125086125002287 50022871 ...... ..y ?????? ?? 1560250125086125002287 25086122 ...... ..y ?????? ?? 0550250125086125002287 25013 ...... .y ?????? ?? 723 三組分混合液在下面條件下進行精餾：泡點進料、進料量為 1kmol h ，塔頂餾出物及釜液流量分別為 03. kmolh 及 07. kmolh 。求該精餾塔的最少理論塔板數(shù)。操作條件下的有關數(shù)據(jù)如下表（組成為摩爾分率）： 組成 XF XD α i3 1 4 2 2 3 1 解：各組分在各處的組成： 1 2 3 Σ 進料量 1 進料組成 塔頂量 塔頂組成 塔底量 塔底組成 如以 1 為輕關鍵組分， 3 為重關鍵組分，則 6089414 0430569000509001 .lg ....l o gl o gxxxxl o gNhWhDhm i n ???????? ??????????????????????????????????????????? 如以 1 為輕關鍵組分， 2 為重關鍵組分，則 4176512 0430388009509001 .lg ....l o gl o gxxxxl o gNhWhDhm i n ???????? ??????????????????????????????????????????? 石油化學工程基礎（習題） 第七章 蒸餾 第 723 頁 724 在上題中以組分 1 為輕關鍵組分，組分 2 為重關鍵組分。試用恩德伍德公式計算達到上述分離要求時的最小回流比。 解：用恩德伍德公式計算最小回流比，以 1 為輕關鍵組分， 2 為重關鍵組分， 則 212?? ， 122?? ， 5032 .?? ， 1?q 根據(jù)恩德伍德公式 ? ??? qxijFiij 1??? 代入數(shù)據(jù)： 050 400501 30012 3002 ????????? ??? . .... 在 ? ?12，?? 間試差，得 3951.?? (或 792.?? ) 代入 ? ??? 1m i nij Diij Rx??? 得 731911395150 00505039511 0950139512 90021 ... ..... .xRijFiijm i n ?????????????? ? ??? 725 某石油餾分的組成如下表，現(xiàn)將該石油餾分進行常壓精餾，要求塔頂產(chǎn)品中nC7的組成不超過 （摩爾分率，下同），塔底產(chǎn)品中 nC6 的組成不超過 。試計算塔頂產(chǎn)品及塔底產(chǎn)品中各組分的組成為多少？ 組分 nC4 nC5 nC6 nC7 nC8 nC9 nC10 摩爾分率 解：以 nC7 為重關鍵組分， nC6 為輕關 鍵組分，進行清晰分割計算。（以 100mol做為進料基準量） nC4 nC5 nC6 nC7 nC8 nC9 nC10 Σ 進料量 100 進料組成 塔頂量 0 0 0 D 塔頂組成 0 0 0 塔底量 0 0 W 塔底組成 0 0 石油化學工程基礎（習題） 第七章 蒸餾 第 724 頁 根據(jù) D W D? ? ?46 5 0 004 0 004. . .和 D+W=F=100 得 D= W=。計算結果列表如下： nC4 nC5 nC6 nC7 nC8 nC9 nC10 Σ 進料量 100 進料組成 塔頂量 0 0 0 塔頂組成 0 0 0 塔底量 0 0 塔底組成 0 0 726 試簡要說明為何在原油蒸餾塔中，恒摩爾流假設完全不成立？ 答：原油是一個復雜的混合物，各組分之間的性質(zhì)差異較大，即為非理想物系。即使在同一物系中，分子量也可以有很大的差異，它們之間的汽化潛熱相差很多，這使得恒摩爾流假設 在原油蒸餾塔中完全不適用。