发布时间 : 星期四 文章化工原理第二版((下册))夏清贾绍义课后习题解答带图说课材料更新完毕开始阅读835350387e192279168884868762caaedc33ba7b
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α - - - - 5.291 5.563 4.178 - - - - 取275.1℃和279℃时的α值做平均 αm= （5.291+4.178）/2 = 4.730
②按习题2的x数据计算平衡气相组成y的值 当x = 0.3835时，
y = 4.73×0.3835/[1+(4.73-1)×0.3835]= 0.746 同理得到其他y值列表如下
t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 α 5.291 5.563 4.178 x 1 0.3835 0.3308 0.2085 0 y 1 0.746 0.700 0.555 0
③作出新的t-x-y'曲线和原先的t-x-y曲线如图
4.在常压下将某原料液组成为0.6（易挥发组分的摩尔）的两组溶液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏，若汽化率为1/3，试求两种情况下的斧液和馏出液组成。假设在操作范围内气液平衡关系可表示为y = 0.46x + 0.549 解：①简单蒸馏
由ln(W/F)=∫xxFdx/(y-x) 以及气液平衡关系y = 0.46x + 0.549
得ln(W/F)=∫xxFdx/(0.549-0.54x) = 0.54ln[(0.549-0.54xF)/(0.549-0.54x)] ∵汽化率1-q = 1/3则 q = 2/3 即 W/F = 2/3
∴ln(2/3) = 0.54ln[(0.549-0.54×0.6)/(0.549-0.54x)] 解得 x = 0.498 代入平衡关系式y = 0.46x + 0.549 得
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y = 0.804 ②平衡蒸馏
由物料衡算 FxF = Wx + Dy
D + W = F 将W/F = 2/3代入得到 xF = 2x/3 + y/3 代入平衡关系式得
x = 0.509 再次代入平衡关系式得 y = 0.783
5.在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四硫化碳所组成的混合液。已知原料液流量F为4000kg/h，组成xF为0.3（二硫化碳的质量分率，下同）。若要求釜液组成xW不大于0.05，馏出液回收率为88％。试求馏出液的流量和组分，分别以摩尔流量和摩尔分率表示。 解：馏出回收率 = DxD/FxF = 88％ 得 馏出液的质量流量
DxD = FxF 88％ = 4000×0.3×0.88 = 1056kg/h 结合物料衡算 FxF = WxW + DxD
D + W = F 得xD = 0.943
馏出液的摩尔流量 1056/(76×0.943) = 14.7kmol/h
以摩尔分率表示馏出液组成 xD = (0.943/76)/[(0.943/76)+(0.057/154)] = 0.97
6.在常压操作的连续精馏塔中分离喊甲醇0.4与说.6（均为摩尔分率）的溶液，试求以下各种进料状况下的q值。（1）进料温度40℃；（2）泡点进料；（3）饱和蒸汽进料。 常压下甲醇-水溶液的平衡数据列于本题附表中。
温度t 液相中甲醇的 气相中甲醇的 温度t 液相中甲醇的 气相中甲醇的 ℃ 摩尔分率 摩尔分率 ℃ 摩尔分率 摩尔分率
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100 0.0 0.0 75.3 0.40 0.729 96.4 0.02 0.134 73.1 0.50 0.779 93.5 0.04 0.234 71.2 0.60 0.825 91.2 0.06 0.304 69.3 0.70 0.870 89.3 0.08 0.365 67.6 0.80 0.915 87.7 0.10 0.418 66.0 0.90 0.958 84.4 0.15 0.517 65.0 0.95 0.979 81.7 0.20 0.579 64.0 1.0 1.0
78.0 0.30 0.665
解：（1）进料温度40℃
75.3℃时，甲醇的汽化潜热r1 = 825kJ/kg 水蒸汽的汽化潜热r2 = 2313.6kJ/kg
57.6℃时 ，甲醇的比热 CV1 = 2.784kJ/(kg·℃)
水蒸汽的比热 CV2 = 4.178kJ/(kg·℃)
查附表给出数据 当xA = 0.4时，平衡温度t = 75.3℃ ∴40℃进料为冷液体进料
即 将1mol进料变成饱和蒸汽所需热量包括两部分
一部分是将40℃冷液体变成饱和液体的热量Q1，二是将75.3℃饱和液体变成气体所需要
的汽化潜热Q2 ，即 q = （Q1+Q2）/ Q2 = 1 + （Q1/Q2） Q1 = 0.4×32×2.784×（75.3-40）= 2850.748kJ/kg Q2 = 825×0.4×32 + 2313.6×0.6×18 = 35546.88 kJ/kg ∴q = 1 +（Q1/Q2）= 1.08 （2）泡点进料
泡点进料即为饱和液体进料 ∴q = 1
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（3）饱和蒸汽进料 q = 0
7.对习题6中的溶液，若原料液流量为100kmol/h，馏出液组成为0.95，釜液组成为0.04（以上均为易挥发组分的摩尔分率），回流比为2.5，试求产品的流量，精馏段的下降液体流量和提馏段的上升蒸汽流量。假设塔内气液相均为恒摩尔流。 解： ①产品的流量
由物料衡算 FxF = WxW + DxD
D + W = F 代入数据得 W = 60.44 kmol/h
∴ 产品流量 D = 100 – 60.44 = 39.56 kmol/h ②精馏段的下降液体流量L
L = DR = 2.5×39.56 = 98.9 kmol/h ③提馏段的上升蒸汽流量V 40℃进料q = 1.08
V = V' + （1-q）F = D（1+R）= 138.46 kmol/h ∴ V' = 146.46 kmol/h
8.某连续精馏操作中，已知精馏段 y = 0.723x + 0.263；提馏段y = 1.25x – 0.0187 若原料液于露点温度下进入精馏塔中，试求原料液，馏出液和釜残液的组成及回流比。
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解：露点进料 q = 0
即 精馏段 y = 0.723x + 0.263 过（xD ，xD）∴xD = 0.949
提馏段 y = 1.25x – 0.0187 过（xW ，xW）∴xW = 0.0748 精馏段与y轴交于[0 ，xD/（R+1）] 即 xD/（R+1）= 0.263
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