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第十章蒸馏习题
10-1．苯—甲苯物系初始时含苯40%(摩尔百分率)，求其在101.3 KPa及100℃下的液汽量(摩尔数)之比。

10-2．苯—甲苯混合物在总压P＝26.7KPa下的泡点为45℃，求汽相各组分的分压、汽液两相的组成和相对挥发度。

已知蒸气压数据：t＝45.0℃，p A0＝29.8KPa、p B0＝9.88KPa。

10-3．苯—甲苯混合液的组成x＝0.4(摩尔分率)，求其在总压P＝80KPa下的泡点及平衡汽相组成。

蒸气压数据参看表10-1及其注。

从本题、上题与p＝101.3 KPa下平衡数据的对比，分析总压变化的影响。

现以(y’-y)／(y-x)表示不同总压P下的偏差，式中x、y为P＝101.3 KPa的平衡组成，y’为其他总压下与x平衡的汽相组成。

10-4．甲醇(A)—水(B)的蒸气压数据和101.3 Kpa下的汽液平衡数据列表如下,若将这一混合液作为理想溶液,求其相对挥发度α随组成x的变化;又按实测y-x关系求α随x的变化,以上结果能说明什么?
10-5. 在101.3 KPa下对x1=0.6(摩尔分率)的甲醇—水溶液进行简单蒸馏，求馏出1／3时的釜液及馏出组成。

提示：根据上题数据分析,怎样表示本题的相平衡关系较好。

10-6. 使y。

＝0．6(摩尔分率)的“甲醇—水”气流通过一分凝器，将蒸汽量的2／3冷凝为饱和液体，求其汽、液组成。

若冷凝量增大(如至3／4)，组成将怎样变化(不必计算)?又如将x。

＝0．6(摩尔分率)的甲醇—水溶液以闪蒸方式汽化1／3，其汽液平衡组成将为多少?试将本题结果与上题比较。

操作压力皆为101.3 KPa。

10-7．在常压下，使下述两股甲醇—水混合物充分接触：2kmol x。

＝0．56(摩尔分率)的饱和液体和1kmol y。

＝0．68(摩尔分率)的饱和蒸汽。

问最后结果如何?设甲醇与水的摩尔汽化潜热可近似作为相等，接触器与外界绝热。

10-8．一常压精馏塔用于分离甲醇—水物系，若馏出液组成x D＝0．95(摩尔分率),回流比R＝3，以计算法求出离开第二层塔板的汽液组成y2及x2。

10-9．求例10-9在饱和蒸汽进料时的理论板数。

10-10．在例10-9及上题的不同进料热状况下，试求再沸器热负荷的比例，并对三种不同的进料状况作一评价。

10-11．以常压精馏塔分离甲醇—水物系，料液流量F=100kmol/h，入塔温度40℃、组成x F=0.40(摩尔分率，下同)，要求x D≥0.95,x W≤0.02，回流比R=2。

求：（1）精馏、提馏两段蒸汽及液体的流量（本物系可认为是恒摩尔流）；
（2）塔釜用间接水汽加热时，塔所需的理论板数和适宜的加料位置；
（3）当用直接水汽加热时，塔所需的理论板数。

10-12. 为测定塔内某种塔板的效率，在常压下对苯—甲苯物系进行全回流精馏。

待操作稳定后，测得相邻三层塔板的液相组成为：x n＝o．430，x n+1＝o．285，x n+2＝o．173。

从这三个数据可以得到什么结果?
10-13．若已知例10—6的精馏塔在减压下操作，在题示的范围内．可取平均相对挥发度为α＝1．45，泡点进料，回流比R＝4。

求精馏段和提馏段各需的理论板数。

提示：现两组分的分子量很接近，以质量分率表示的平衡关系实际与以摩尔分率表示的重合，本题以按质量分率为便。

10-14．以捷算法解上题。

10-15．一精馏塔有24层实际塔板，用于分离，x F＝0．5的苯—甲苯溶液，总板效率可取为50％，泡点进料。

共有三根进料管，分别接到第10、1 2、14层塔板(任选其一)。

若要求馏出液x D≥0.98，再沸器的最大蒸发能力V’＝25kmo1／h，求馏出液的最大产量。

10-16．x—y图中平衡线与操作线的梯级形状，在精馏段和提馏段有无不同? 梯级代表什么意义?试作分析。

10-17．在精馏塔的操作中，者F、V维持不变，而x F出于某种原因降低，问可用哪些措施使x D维持不变?并比较这些方法的优缺点。

10-18．常压下蒸馏含苯为69.4%（摩尔%，下同）的苯—甲苯饱和液体,装置流程如图所示，每100kmol料液可以得到25kmol含苯90%的馏出液。

蒸汽中苯、甲苯的摩尔分率比为液体中苯、甲苯摩尔分率比的2.5倍，试求塔釜产生蒸汽的kmol数。

10-19．设有含苯70%（摩尔%，下同）、甲苯30%的饱和液体，采用如图所示的三种流程，在常压下进行精馏操作，获得含苯为80%的馏出液，回流比为0.5，苯—甲苯混合液的相对挥发度为2.5，试求：
（1）不同流程的馏出液量（以100kmol进料计）；
（2）若要获得最大的苯的回收率，采用哪种流程为好？
10-20. 用具有三层理论板(包括塔釜)的间歇精馏塔,分批处理含甲醇20mol%的甲醇—水混合液100kmol。

问:当精馏过程中维持回流比为2不变,若要获得平均组成为80mol%的塔顶产品,其馏出液量可为多少?若气化速率为10kmol/h,所需精馏时间又为多少?
10-21．有A、B、C、D的四元理想溶液，其中D有腐蚀性，A、B的量少但最难分离，试考虑其合理的精馏流程(筒述理由) 。

10-22．一精馏塔用于分离苯(A)、甲苯(B)、乙苯(C)及苯乙烯(D)溶液，其组成为x A＝0.04,x B=0.06,x C=0.50,x D=0.40 (摩尔分率，下同)，泡点进料，要求塔顶产品中x DD≤0.05，塔底产品中x CW≤0.25。

回流比R＝4，平均相对挥发度可取为：αAB＝2．45，αBC＝2．17，αCD＝1．45。

求所需的理论板数及加料位置(设为清晰分割，再进行校核)，并将本题结果与题13比较。