(NEW)夏清《化工原理》(第2版)(下册)配套题库【名校考研真题+课后习题+章节题库+模拟试题】

目　录
第一部分　名校考研真题
第6章　蒸　馏
第7章　吸　收
第8章　蒸馏和吸收塔设备第9章　液-液萃取
第10章　干　燥
第11章　结晶和膜分离
第二部分　课后习题
第6章　蒸　馏
第7章　吸　收
第8章　蒸馏和吸收塔设备第9章　液-液萃取
第10章　干　燥
第11章　结晶和膜分离
第三部分　章节题库
第6章　蒸　馏
第7章　吸　收
第8章　蒸馏和吸收塔设备第9章　液-液萃取
第10章　干　燥
第11章　结晶和膜分离
第四部分　模拟试题
夏清《化工原理》（第2版）配套模拟试题及详解
第一部分　名校考研真题
第6章　蒸　馏
一、填空题
1．某连续精馏塔，进料状态q＝1，D/F＝0.5（摩尔比），进料组成（摩尔分率），回流比R＝2，且知提馏段操作线方程的截距为零。

则提馏段操作线方程的斜率为，馏出液组成为。

[清华大学2001研]
【答案】1.33 0.8
【解析】根据物料衡算可得：
提馏段操作线方程截距为零，则，因此上式可整理得：
精馏段操作线方程为
精馏段操作线与q线的交点为（0.4，0.533），因此可求得提馏段操作线方程的斜率为
2．在设计连续精馏塔时，欲保持馏出液组成x D和易挥发组分的收率不变，试定性判断，分别改变如下参数（其他参数不变）时所需的理论板数将如何改变。

（1）加大回流比R时，理论板数将　。

（2）提高加料温度t F，理论板数将　。

[浙江大学2006研]
【答案】减小增大
【解析】由图6-1（虚线为变化后的情况）可以看出，根据越靠近曲线则理论板数越大的定理，加大回流比R时，则理论板数减小；提高加料温度t F，则理论板数增大。

图6-1
二、选择题
精馏操作时，若进料状况（F、x F、q）和回流比R均不变，而将塔顶产品量D增加，其结果是（　）。

[浙江大学2005研]
A．x D下降，x w下降
B．x D下降，x w上升，
C．x D下降，x w不变
D．x D不变，x w下降
【答案】A
【解析】图形法：
图6-2
由图6-2可知x D、x W都下降（虚线所示）。

三、简答题
1．已知物系的t-x-y数据，请设计一实验流程，使其能够测定该物系精馏操作的全塔效率，要求：
（1）画出流程示意图。

（2）写出需要测哪些参数。

（3）写出简要实验步骤。

[天津大学2006研]
答：（1）流程示意图如图6-3所示。

（2）需要测取的量：回流比R、进料组成x F，塔顶组成x D、塔釜组成x W、进料温度t F、塔顶温度t D。

（3）简要的实验步骤。

①先配制一定浓度的料液，加入到进料槽中。

在精馏塔釜中加入其容积2/3的料液。

②全回流操作。

向塔顶冷凝器通入冷却水，接通塔釜加热器电源，设定加热功率进行加热。

当塔釜中液体开始沸腾时，注意观察塔内气液接触状况，当塔顶有液体回流后，适当调整加热功率，使塔内维持正常的操作状态。

进行全回流操作至塔顶温度保持恒定后，在塔顶和塔釜分别取样进行分析测定。

③部分回流。

将回流比置于某一数值，并控制一定的进料流量，进行部
分回流操作至塔顶温度恒定后，取进料、塔顶产品和塔釜液样品进行分析测定，并记录进料温度。

④实验结束后，停止加热，待塔釜温度冷却至室温后，关闭冷却水，一切复原，并做好清洁卫生工作。

图6-3
2．画出筛板塔的负荷性能图，说明各条线的含义，指出正常操作范围。

[西北大学2005研]
答：正常操作范围如图6-4所示。

图6-4
1-过量雾沫夹带线，当气相负荷超过此线时，雾沫夹带量过大；2-漏液线（气相负荷下限线），气相负荷低于此线将发生严重的漏液现象，气液接触不充分，表明漏液已足以使板效率大幅度下降；3-溢流液泛线，塔板的适宜操作区应在此线以下，否则将发生液泛；4-液量下限线，液相负荷低于此线将使塔板上液流分布严重不均匀，塔板效率急剧下降；5-液量上限线，液相流量超过此线，液体在降液管内的停留时间过短，液流中的气泡夹带现象大量发生，以致出现溢流液泛上述五条线包围的范围，便是塔的正常操作范围。

3．一精馏塔用以分离浓度为x F、量为F的某二元理想混合液。

要求分离后塔顶馏出物浓度为x D、塔底釜液浓度为x W。

原为泡点进料，现分别采取：①冷液进料；②将料液预热至汽液混合状态后再进料。

试分析：
（1）对于以上两种热状况进料，能否采取调节回流比的方法达到分离要求？请写出分析过程。

（2）以上三种热状况进料所需要的能耗（包括原料预热所需的热量）哪一个最低？假设设备热损失忽略不计。

[浙江大学2000研]
（a）　（b）　（c）
图6-5
答：（1）设泡点进料时，平衡线与操作线如图（c）所示。

此时用N块板达到了分离要求，回流比为R。

现分析一下冷液进料及气液混合状态下进料时的情形。

冷液进料时，q＞1。

设x D，x w，R不变，则q线及操作线如图（a）虚线所示，可见达到分离要求所需的理论板数N1＜N。

为使在一定的板数N 下达到分离要求，采取减小回流比至R1即可，见图（b）所示。

同理，对气液混合状态（0＜q＜1）进料，也可调节回流比至R2（R2＞R），使得理论板数一定下，达到分离要求，见图（c）所示。

（2）精馏塔焓衡算图如图6-6所示。

图6-6
对包括原料预热器在内的精馏塔作烩衡算，则：
式中，i为物料烩。

上式即：
式中，r为馏出液的冷凝潜热。

从题意及物料衡算可知，上式中三种进料热状况下的D、W、F、r D、i D、i W、i F都相同，而只有R值不同。

又从第1小题的分析结论可知R1＜
R＜R2，可见：
即冷液进料时，总能耗最低。

4．在一常压连续精馏塔分离某混合液。

现保持回流液量和进料状况（F、、q）不变，而减小塔釜加热蒸汽量，试分析、如何变化？[四川大学2007研]
答：由可知，不变，则减小，v减小。

由可知，回流量L不变，则v减小，因而D减小。

由物量衡算有：F＝D＋W，又因为F不变，D减小，则W增大。

又由L＝RD，且回流量L不变，D减小，则R增大。

从塔板的分离能力考虑，则有：
精馏段操作线斜率，若R增大，则斜率增大。

提馏段操作线斜率，其中W＝F-D增大，而减小，故有增大。

精馏段和提馏段的理论板数不变，新旧情况下的操作线分别如图6-7所示。

图6-7
则。

再结合不变，即可知增大，减小。

四、计算题
1．某二组分混合液在连续精馏塔内进行分离，已知泡点进料，液料中易挥发组分浓度为45%，塔顶产品中易挥发组分的浓度为90%（以上均为摩尔百分率），平均相对挥发度为4，塔内共有三块理论板，一个再沸器，一个全凝器，进料在第二块理论板上，操作回流比为最小回流比的2倍，提馏段上升气体的摩尔流率为塔底产品的1.5倍，进料量为
100kmol/h，试求：
（1）操作回流比。

（2）塔底产品量及浓度。

（3）从第三块板上升到第二块理论板下面的汽体组成（从塔顶往下数）。

[四川大学2008研]
解：（1）泡点进料，。

如图6-8所示，设线与相平衡线之交点为。

图6-8
因为，所以有：
所以最小回流比为　
因此回流比为　
（2）全塔物料流动如图6-9所示。

图6-9
对全塔进行物料衡算：
代入数据得：
①
由已知，对于泡点进料，，，则。

，所以有：
②
联立①、②两式，求解得：
（3）提镏段操作线方程为
即：
相平衡方程，所以：
因此：　
所以，，此即为所求。

2．在常压下将t＝30℃、的废空气1000m3冷却至10℃，分离凝结出的水分后进入预热器加热到120℃再循环使用。

图6-10
（1）在空气-水蒸气湿度图画出上述过程。

（2）求加热后空气的相对湿度。

（3）求预热器需加入的热量。

[四川大学2008研]
已知：
干空气
，
解：如图6-11所示，冷凝过程分为两步：首先使湿空气冷却到饱和状态，即等湿冷却过程，到与＝100%相交为止（交点恰为露点）；然后继续冷却，此时将不断有水从湿空气中冷凝出来且温度不断下降（沿饱和线冷却）。

图6-11
（1）在冷却冷凝器中，空气首先恒湿冷却至露点，空气状态由A沿等H 线变化至B；然后继续冷却，空气中的水气以液态析出，空气状态沿
＝100%的等相对湿度线变化至C。

空气预热不改变湿度，因此，在加热空中空气的状态变化为C-D；因为干燥器中空气经历绝热饱和过程，空气状态沿绝热冷却线D-A变化，反复循环。

图6-12
（2），，求。

10℃时，水的饱和蒸汽压为：
＝＝1.2324
所以有：
空气在预热器中湿度不变，因此，
120℃时，水的饱和蒸汽压为：
解得：
（3），时，水的饱和蒸汽压为：
所以有：
因此：
＝
体积：
干空气的质量：
根据图6-13，对预热器进行热量衡算。

图6-13
＝
　＝
　＝137341.6387（kJ）
上式中，焓，比空，，。

3．在一连续操作的精馏塔中分离某理想二组分溶液。

溶液进料组成为0.3，要求塔顶产品组成为0.97，塔底釜液组成为0.04（以上均为摩尔分率）。

进料为气液混合物，气体占20%，全塔平均相对挥发度为4，试求：
（1）塔顶采出率。

（2）最小回流比。

（3）提馏段的最大液气比。

[四川大学2006研]
解：已知，，，。

（1）对全塔进行物料衡算：
图6-14
所以有：
（2）因为，所以，则q线方程为：
所以，　
相平衡方程为，所以。

设q线与相平衡线之交点为，再联立，解得：
所以有：
（3）由题意可知：
所以有：
设，则：
所以为单减函数。

因为，则可知，当R＝时，y（R）最大，即最大，且有：
4．用精馏塔分离相对挥发度为2的双组分混合物，塔顶产品的轻组分摩尔含量为90%。

精馏段中蒸汽进入某一块板的流率为150kmol/h，摩尔浓度为60%，流入该板的液体流率为100kmol/h。

该板用气相浓度表示的Murphree效率为0.5，计算：
（1）精馏段的操作线方程。

（2）离开该板的气相和液相摩尔浓度各为多少？（假定为恒摩尔流操作）[华南理工大学2009研]
解：（1）假设该块板是第n块板。

已知，，，，。

由，则
则可求得精馏段的操作线方程为：
（2）由可得，。

而，则。

将代入方程得：
因此，离开该板的气相摩尔浓度为0.57，液相摩尔浓度为0.4。

5．如图6-15所示，一个常压连续精馏塔分离苯和甲苯混合物。

精馏塔塔顶第一块板上升蒸汽的组成为（苯的摩尔分率）。

在分凝器中，蒸汽量的冷凝成饱和液体作回流液。

为冷凝部分的饱和蒸汽送入下一冷凝器全部冷凝为塔顶产品。

操作条件下，苯一甲苯混合物的相对挥发度为2.5，求：
（1）塔顶产品组成，回流液组成。

（2）第二块理论板的上升蒸汽组成。

[华南理工大学2008研]
图6-15
解：已知，，。

（1）由物料恒算可得，，则：
　①
又因为，故根据平衡关系有：
　②
联立①、②两式，解得：
因此可得：
（2）同理有：。

可解得：
又　
由上式可得：。

解得
因此有：
6．采用精馏方法分离含正庚烷30%的正庚烷和正辛烷混合液。

料液在泡点下进塔，操作条件下全塔的平均挥发度为2.16。

若不考虑精馏塔理论板数的限制，试求操作回流比为2时，在以下两种情况下塔顶产品所能达到的最大浓度及相应的塔釜组成，并在x-y图上绘出操作线（注：平衡线可示意画）。

（1）塔顶产品流出率D/F为40%。

（2）塔顶产品流出率D/F为20%。

（3）塔顶产品流出率D/F为30%。

[四川大学2009研]
解：已知，泡点进料q＝1，R＝2。

相平衡方程：　
因理论板数，操作线必在某处与平衡线相交，由图6-16的平衡线可知，操作线只可能在，以及三处与平衡线相交。

图6-16
若假定操作线在与平衡线相交，则交点处的纵坐标为：
所以，＞1.0
表明，实际回流比R＝3大于x＝1.0所需要的最小回流比。

故三种工况下的操作线都不在处与平衡线相交，而只能相交于或者处。

（1）当D/F＝0.4时，。

因受物料衡算的限制，
，操作线必在处与平衡线相交。

此时，。

操作线如图6-17所示。

图6-17
（2）当D/F＝0.2时，。

因受物料衡算的限制，，。

此时，。

操作线如图6-18所示。

图6-18
（3）当D/F＝0.3时，因受物料衡算限制，及必同时发生，操作线在塔底与塔顶处与平衡线相交。

根据、、R＝3、、q＝1可画出操作线如图6-19所示。

图6-19
7．在一常压连续操作的精馏塔中分离某双组分混合液，已知该物系的平均相对挥发度为3.2。

进料量为1000kmol/h，饱和蒸汽进料，进料中易挥发物的组成x F＝0.4。

要求塔顶产品中易挥发组成x D＝0.9（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分的90%由塔顶馏出。

取回流比为3.5。

塔釜采用间接加热，塔顶采用全凝器。

试计算：
（1）精馏段和提馏段上升的蒸汽量。

（2）从塔顶数起的第二块理论板上升的蒸汽组成为多少。

（3）现因结垢导致再沸器换热能力下降，若维持原来的进料量、进料组成、进料热状况和塔顶产品量不变，分析塔顶产品浓度和塔底产品浓度将如何变化？[华南理工大学2007研]
解：（1）由塔顶馏出流量为：
则精馏段回流流量为：
因此，精馏段上升的蒸汽量为：
这样，可求得提馏段上升的蒸汽量为：
（2）已知塔顶数起第一块理论板上升的蒸汽组成中易挥发组成。

因为，代入数据得：
解得：
在塔顶精馏段，第n＋1块理论板上升的蒸汽组成与流入第n块理论板的混合液组成的关系式为：
故得：
（3）塔顶产品浓度将降低，塔底产品浓度将升高。

8．如图6-20所示的精馏塔由一只蒸馏釜及一层实际板组成。

料液由塔顶加入，泡点进料，（摩尔分率，下同），今测得塔顶易挥发组分的回收率为80%，且，系统相对挥发度。

试求（设蒸馏釜可视为一块理论板）：
（1）残液组成。

（2）该层塔板的液相默夫里板效率。

[清华大学2002研]
图6-20
解：（1）已知，则有。

又根据物料守恒：，
所以有：　
解得残液组成为：
（2）因为只有提馏段且有：
q＝1，，
则提馏段操作线方程为
整理得：　
又有：　
故得：　
因此有：　
因为只有一块板（如图6-21所示），由物料衡算得：可解得：
图6-21
则该层塔板的液相莫夫里板效率为57.3%。

9．用有两块理论板的精馏塔提取水溶液中的易挥发组分，饱和水蒸气S ＝50kmol/h，由塔底进入，加料组成（摩尔分率，下同），温度为20℃，F＝100kmol/h，料液由塔顶加入，无回流，试求塔顶产品浓度及易挥发组分的回收率。

在本题范围内平衡关系可表示为y＝3x，液相组成x＝0.2时，泡点温度为80℃，比热为100kJ/（kmol·℃），汽化潜热为40000kJ/kmol。

[清华大学2001研]
解：根据题意可知，进料状态为
代入数据即可得：
因此可得：　
从而可得：　
由提馏段操作线方程：
整理可得：
又根据题中平衡关系有：
因此有：　
进而再根据题中平衡关系有：
进而有：　
再根据物料衡算则有：，在式中代入各个参数可得：
解得：
由上即可计算塔顶产品浓度为：
进而求得易挥发组分的回收率为：
10．某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液，其精馏段和提馏段的操作线方程分别为：，。

试求：
（1）此塔的操作回流比。

（2）料液量为100kmol/h，组成时，塔顶馏出液量。

（3）q值。

[清华大学2000研]
解：（1）由题意可知：
联立上述两式可得：
因此，可求得操作回流比为：
（2）可知，代入数据并整理得：
提馏段，所以有，将该式与联立，可得：，
因此有：
对全塔有：，。

分别代入数据，可得：
解得：
，
这样，可求得塔顶馏出液量为40.25kmol/h。

（3）由题意可知：
联立解得两操作线交点为：，
q线也过此点，所以有：
解得：　
11．在一常压连续精馏塔中分离某二组分溶液。

已知原料液流量为1000.0kmol/h，；馏出液，塔顶A的回收率为90%，泡点进料，回流比为最小回流比的2.0倍，物系的平均相对挥发度为2.8。

求：
（1）最小回流比和实际回流比。

（2）精馏段操作线方程。

（3）提馏段操作线方程。

（4）求最少理论塔板数。

[重庆大学2009研]
解：已知，，，，，，。

（1）由，其中已知，，解得：
继而可得最小回流比：
故得：
（2）精馏段操作线方程：
（3）由可得：　
因此，。

又因为，解得：
继而可得：　
而　
故提馏线操作线方程为：
（4）应用芬斯克方程求最少理论板数：
代入数据即可求得：
12．在连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，原料液流量为141.2kmol/h，其中苯的摩尔分率为0.501，要求馏出液中苯的回收率为97.0%，釜液中甲苯的回收率为98.0%。

操作回流比为2.5，进料方式为泡点（饱和液体）进料。

求：
（1）馏出液和釜液的流量与组成。

（2）精馏段操作线方程。

（3）提馏段操作线方程。

[重庆大学2008研]
解：（1）已知：，，，，。

又因为：
由上各式联立可解得：
，
，
（2）精馏段操作线方程为
（3）由泡点进料，，则：，
且有：　，
又因为：
推导可得提馏段操作线方程：
13．某二元连续精馏塔原料液组成为，进料为气液平衡混合物，塔顶馏出液组成为，易挥发组分回收率为95%，操作回流比。

相对挥发度，进料q线方程为。

求：
（1）原料中气相和液相的组成。

（2）最小回流比和精馏段操作线方程。

（3）釜液组成及精馏线与q线交点组成。

[重庆大学2007研]
解：（1）由可得：　
又，则：
（2）根据物料守恒，联立进料q线方程与守恒式：
解得：　，
所以，，从而。

故可得出操作线方程为
（3）由，可得：　
又由，可得釜液组成＝0.04
联立操作线方程和进料q线方程：
解得：
x＝0.4，y＝0.55
上述方程的解即为精馏线与q线交点的组成。

14．一个连续操作的常压精馏塔，用于分离A（轻组分）-B（重组分）混合物。

已知原料中含A组分x F0.45（摩尔分率，下同），进料温度为40℃，该组成下的泡点为95℃，平均比热，汽化潜热36080kJ/kmol。

要求达到塔顶产品，塔底釜出液。

该物系的相对挥发度为3，塔顶全凝器泡点回流，实际操作回流比为1.3。

试计算：
（1）A组分的回收率。

（2）最小回流比。

（3）提馏段操作线数值方程。

（4）若塔顶第一块板下降的液相浓度为0.960，求该塔板以气相组成表示的墨弗里板效率E mV。

[华东理工大学2007研]
解：（1）由全塔物料守恒可得馏出液的采出率为：
于是，可求得A组分的回收率为：
（2）由相平衡方程：
又因为，。

代入上式可得：
于是，可求得最小回流比为：
R min 1.04
（3）提馏段操作线方程：
其中，由已知可求得热状态参数q为：
实际操作回流比R为1.3，而且由（1）中可知。

将数据代入上述操作线方程，得：
（4）墨弗里板效率公式为：E mV。

其中的未知量由精馏段操作线方程得：
根据精馏段操作线方程得：
代入已知数据，则可求得墨弗里板效率为：
15．在连续精馏塔内分离某二元理想溶液，已知进料组成为0.5（易挥发组分摩尔分数，下同），泡点进料，进料量为100kmol/h。

塔顶采用分凝器和全凝器，塔顶上升蒸汽经分凝器部分冷凝后，液相作为塔顶回流液，其组成为0.9，气相再经全凝器冷凝，作为塔顶产品，其组成为0.95。

易挥发组分在塔顶的回收率为96%，离开塔顶第一层理论板的液相组成为0.84。

试求：
（1）精馏段操作线方程。

（2）操作回流比与最小回流比的比值R/R min。

（3）塔釜液组成x W。

[天津大学2007研]
解：（1）分凝器的气液相组成符合平衡关系，即与相平衡
于是解得：
故可求得与斜相平衡的气相组成为：
y1与x L为操作关系，即：
将y1、x L及x D数据代入上式，解得：
（2）泡点进料，所以可有：
于是：
故最小回流比为：
于是：
即两者之比为1.254。

（3）根据题意有：
及　
于是：
塔釜液相组成：
16．某工厂有两个工段分别产生组成为x F10.6（易挥发组分摩尔分率，下同）摩尔流率为F1及、摩尔流率为F2的两种乙醇一水溶液，且。

厂方希望在一个常压连续精馏塔中分离出浓度为0.8的乙醇水溶液，且塔釜残液中乙醇浓度不高于0.02，今要求饱和液体进料，操作回流比取2。

请给厂设计一座较佳的精馏塔，要求给出理论板层数及进料板位置。

[浙江大学2006研]
图6-22
解：不妨设塔顶、塔底产品流量分别为D、W，塔顶产品浓度为x D，塔底浓度为x F，加料流量为F。

对于定态操作物料衡算方程，有：
代入数据，可得：
由于操作回流比取2，于是精馏段斜率为：
提馏段操作线的斜率为：
过（0.8，0.8）点可作图，于是有：
将数据代入提馏段操作线斜率方程，则有。

提馏段过（0.02，
0.02），斜率为1.5。

又因为饱和液体进料，所以。

综上分析可知理论板层为10.5块，F1进料第7块，F2进料第9块。

17．某连续操作精馏塔如图6-23所示。

已知原料液组成（摩尔分数，下同）原料以饱和液体状态直接加入塔釜。

塔顶设全凝器，全塔共有理论板2块（包括塔釜），塔顶采出率，回流比。

在此条件下，物系的相平衡关系可表示为，试计算塔顶采出液浓度x D和塔釜采出液浓度x W。

[华东理工大学2006研]
图6-23
解：由塔顶采出率可得，将其代入物料守恒方程：
可得：
根据物系的相平衡方程关系y＝4x，且塔顶设全凝器，故：
同样，由物系的相平衡关系可知塔釜处：
精馏段操作线方程：
其中，回流比R＝1，且，因此有：
联立y2＝4x2＝4x w，可得：
即
再联立，即可求得塔顶采出液浓度和塔釜采出液浓度分别为：
，
18．有两股苯和甲苯的混合物，摩尔流量之比为1:3，其组成分别为0.5和0.2（苯的摩尔分率，下同），在同一精馏塔内进行分离，要求塔顶产品浓度为0.9，塔底产品浓度为0.05，第一股物料在饱和蒸汽状态下入塔，第二股物料在饱和液体状态下入塔，已知操作条件下两组分的相对挥发度为2.47，试求该精馏过程的最小回流比。

[西北大学2006研]
解：如图所示，设a点为夹点，，则有：
又根据q线方程：
代入数据整理得： x q＝0.288
又知x D＝0.9，可得最小回流比为：
图6-24
设b点为夹点，q1＝0，q2＝1，则有：
将L1＝R m2，V1＝R m2＋1代入上式，整理可得;
气液平衡时，则：
整理可得：
代入数据可得：
于是有：
因为R m2＞R m1，所以该精馏过程的最小回流比为：
19．某二元混合物以饱和蒸汽状态加入精馏塔的中部，已知（摩尔分率，下同），，相对挥发度，回流比。

塔顶设有全凝器，泡点回流，塔釜间接蒸汽加热。

试求：
（l）提馏段操作线方程。

（2）进入第一块理论板（由塔项往下数）的汽相浓度。

[浙江大学2005研]
解：（1）因为泡点进料，所以，e的坐标为：
将，，代入可得e的坐标为：（0.5，0.75）
最小回流比公式为：
代入数据可得最小回流比为：
又因为回流比，所以有：
现在已知提馏段操作线上两点：（0.5，0.75），（0.05，0.05）
于是可得提馏段操作线方程为：
（2）根据精馏段操作线方程的表达式：
代入已知数据可得精馏段操作线方程为：
根据平衡线方程的表达式：
由于，代入数据则有：
将x1＝0.75代入精馏段操作线方程y＝0.545x＋0.409，则可求得进入第一块理论板（由塔项往下数）的汽相浓度为：
20．常温下将乙醇—水混合物（其恒沸物含乙醇摩尔分率为0.894 ）加以分离，加料，（乙醇摩尔分率，下同）进料状态为气液混合状态，其中气相含乙醇，液相含乙醇要求，塔釜间接蒸汽加热，塔顶采用全凝器，泡点下回流，设回流比为：夹紧点不是平衡线与操作线的切点。

系统符合恒摩尔假定。

试求：
（1）q线方程。

（2）最小回流比。

（3）提馏段操作线方程。

（4）若F、x F、q、D、R不变，理论板数不受限制，且假定平衡线与操作线不出现切点，则馏出液可能达到的最大浓度为多少？釜液可能达到的最低浓度为多少？[华东理工大学2005研]
解：（1）易知，q线方程表达式为：
其中，只有q未知，下面来求解q。

设进料中乙醇在液相、气相的摩尔数分别为n1、n2，因为是摩尔分率，因此有：
于是可得：
进料的液化率q为：
于是可求得q线方程为：
（2）易知，相平衡方程：
由题意可知，x＝0.12，y＝0.48。

代入上述相平衡方程，则可求出相对
挥发度。

又夹点处坐标为e（0.12，0.48），所以最小回流比为：
（3）提馏段操作线方程式为：
可知，只需求出R、D即可。

由于设回流比，故操作回流比为：
再对全塔进行物料衡算：
代入已知数据，则有：
，
将R和D代入提馏段操作线方程，可得：
上式即为所求的提馏段操作线方程。

（4）由题意可知，此时的最小回流比即为操作回流比，因此有：
求解得：
又恒沸混合物含乙醇的摩尔分率（0.894）小于操作回流比（0.912），因此，可知馏出液可能达到的最大浓度为0.894，塔釜可能达到的最低浓度为：
21．如图6-25所示，在一常压精馏塔内分离某二元混合液，塔顶为全凝器，泡点回流，回流比为8，相对挥发度为2.4塔上部有侧线采出料组成（摩尔分率，下同）。

进料，，进料状态为饱和液体，塔顶馏出液，，釜液组成，试求：
（1）侧线采出量D1（kmol/s）。

（2）写出采出液D1与进料F之间的操作线方程。

（3）最小回流比。

[西北大学2005研]
图6-25
解：（1）全塔物料衡算可得：
对目的产物衡算：
即：
于是　
（2）物料衡算：
侧线采出：
所以：
①的操作线方程：
（3）侧线采出时，总是小于，即：
根据：
于是：
即，时，，代入①式中：
于是最小回流比为4.36。

22．今用一连续精馏塔分离苯、甲苯液体混合物，原料液处理量为
100kmol/h，其中苯含量为0.4（摩尔分率，下同），塔顶苯的回收率为99％，塔底甲苯的回收率为98％。

现从精馏段某块板上测得上升蒸汽的组成为0.784，上一块板流下的液相组成为0.715。

试求：
（1）塔顶及塔底产品的流量及组成。

（2）操作回流比及精馏段操作线方程。

[郑州大学2005研]
解：（1）由塔顶苯的回收率可得方程：
　①塔底苯的回收率可得方程：
　②全塔物料衡算可得方程：
　③。