化工原理习题解答第六章
南工大化工原理第六章 习题解答
第六章习题1）苯酚（C6H5OH）（A）和对甲酚（C6H4（CH3）OH）（B）的饱和蒸汽压数据为：温度℃苯酚蒸汽压kPa对甲酚蒸汽压kPa温度℃苯酚蒸汽压kPa对甲酚蒸汽压 kPa113.710.07.70117.811.999.06 114.610.47.94118.612.439.39 115.410.88.2119.412.859.70 116.311.198.5120.013.2610.0 117.011.588.76试按总压P=75mmHg（绝压）计算该物系的“t—x—y”数据。
此物系为理想物系。
t0C pA 0kPa pB0kPa xAxB113.7 10.0 7.70 1.0 1.0 114.6 10.4 7.94 0.837 0.871 115.4 10.8 8.2 0.692 0.748 116.3 11.19 8.5 0.558 0.624 117.0 11.58 8.76 0.440 0.509 117.8 11.99 9.06 0.321 0.385 118.6 12.43 9.39 0.201 0.249 119.4 12.85 9.70 0.0952 0.122 120.0 13.26 10.0 0.000 0.0002）承第1题，利用各组数据，计算①在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度αi ，取各αi的算术平均值α，算出α对αi的最大相对误差。
②以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y—xi”关系，算出由此法得出各组yi值的最大相对误差。
t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.01.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x1.0 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.0952 0i1.0 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0yi最大误差=3）已知乙苯（A）与苯乙烯（B）的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得：式中p0的单位是mmHg，T的单位是K。
南工大化工原理第六章习题解答
第六章习题1）苯酚（C6H5OH）（A）和对甲酚（C6H4（CH3）OH）（B）的饱和蒸汽压数据为：温度℃苯酚蒸汽压kPa对甲酚蒸汽压kPa温度℃苯酚蒸汽压kPa对甲酚蒸汽压 kPa试按总压P=75mmHg（绝压）计算该物系的“t—x—y”数据。
此物系为理想物系。
t0C p A0kPa p B0kPa x A x B2）承第1题，利用各组数据，计算①在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度αi，取各αi的算术平均值α，算出α对αi的最大相对误差。
②以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y—x i”关系，算出由此法得出各组y i值的最大相对误差。
t0Ct0Cx i0y i0最大误差=3）已知乙苯（A）与苯乙烯（B）的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得：式中p0的单位是mmHg，T的单位是K。
问：总压为60mmHg（绝压）时，A与B的沸点各为多少℃在上述总压和65℃时，该物系可视为理想物系。
此物系的平衡汽、液相浓度各为多少摩尔分率4）苯（A）和甲苯（B）混合液可作为理想溶液，其各纯组分的蒸汽压计算式为式中p0的单位是mmHg，t的单位是℃。
试计算总压为850mmHg（绝压）下含苯25%（摩尔百分率）的该物系混合液的泡点。
5）试计算总压为760mmHg（绝压）下，含苯、甲苯（摩尔分率）的混合蒸汽的露点。
若令该二元物系降温至露点以下3℃，求平衡的汽、液相摩尔之比。
6）有一苯（A）、甲苯（B）、空气（C）的混合气体，其中空气占2%，苯与甲苯浓度相等（均指摩尔百分数），气体压强为760mmHg（绝压）。
若维持压强不变，令此三元物系降温至95℃，求所得平衡汽相的组成。
A、B组分均服从拉乌尔定律。
已知95℃时，。
设X A算得的X‘A7）常压下将含苯（A）60%，甲苯（B）40%（均指摩尔百分数）的混合液闪蒸（即平衡蒸馏），得平衡汽、液相，汽相摩尔数占总摩尔数的分率——汽化率（1-q）为。
物系相对挥发度α=，试求：闪蒸所得平衡汽、液相的浓度。
化工原理第六章吸收习题答案解析
由于 y*A yA ，所以将发生吸收过程。推动力为
示意图见题 6-3 图。
y 0.03 0.0189 0.0111
题 6-3 图
分析 体会通过改变温度和总压来实现气液之间传质方向的改变 ,即吸收和解 吸。
6-4 氨-空气混合气中含氨(摩尔分数)，在常压和 25℃下用水吸收，过程中不 断移走热量以使吸收在等温下进行。进气量为 1000 m3 ，出口气体中含氨(摩尔 分数)。试求被吸收的氨量(kg)和出口气体的体积(m3) 。
①
p* CO2
cCO2 H CO2
0.01 3.347 104
29.9kPa
推动力
p 20.1kPa（吸收）
②
p* CO2
cCO2 H CO2
0.05 3.347 104
149.4kPa
推动力
p 99.4kPa（解吸）
或者 , 用摩尔分数差表示时
①
由
xCO2
0.01 1000
1.8104
NA
DP RTZ
pA1 pA2 ln pB2 pB1 pB2 pB1
查教材附录水的物理性质得，20℃时水的蒸汽压为。已知条件为：
pA1 101.3kPa, pA2 0kPa, pB2 101.3kPa, pB1 101.3 2.3346 98.97kPa, P pA2 pB2 101.3kPa,
试求这两种情况下 CO2 的传质方向与推动力。 解： 由亨利定律得到
pCO2 50kPa ExC*O2 根据《 化工原理》 教材中表 8-1 查出
ECO2 25℃ 1.66105 kPa
所以可以得到
又因为
x* CO2
3.01104
HCO2 25℃
化工原理第六章吸收习题答案解析
等于水扩散出管口的量，即
N A Ad
M
AdZ
则 dZ N AM 5.03 10 6 18 9.054 10 8 m / s
d
1000
在 0， Z 0 到 0， Z 2103m 之间积分，得
2 10-3 9.054 10-8
2.21104 s
6-6 含组分 A 为的混合气，用含 A 为（均为摩尔分数）的液体吸收其中的 A。
解
根据定义式 N A KG
pA p*A
K L c*A cA
和
p
* A
c*A H
，可知
KL
1 H
KG
所以只要求出 KG 即可。又
1 KG
1 kG
1 Hk L
1 5.67 10-5
1
1.98 10-3 0.075
17637
6734
24371
所以
KG 4.110-5 kmol / m2 • h • Pa
3.347104 kmol/
kPa• m3
所以得
c* CO2
HCO2
pCO2
3.347104 50 0.0167kmol/ m3
于是：（1）为吸收过程， c 0.0067kmol/ m3 。
（2）为解吸过程， c 0.0333kmol/ m3 。
分析 （1）推动力的表示方法可以有很多种，比如，用压力差表示时：
1000 kg / m3 ）
解：（1）根据已知条件
定义
p* NH3
987Pa
cNH 3
1/17 101/1000
0.5824kmol/ m3
p* NH 3
cNH3
H NH3
HNH3 cNH3 pNH3 5.9104 kmol/ m3 • Pa
化工原理课后答案(中国石化出版社) 第6章 换热器
第六章换热器1.试从表6—2查出F—600—95—16—4型浮头管壳式换热器的壳程数、管长、B管子总数、每程管子数、管程流通面积、流体通过每一对折流板之间管束外的流通面积，折流板总数、折流板缺口拱高、缺口内管子根数及壳中心管排的管子根数(折流板间距：200mm)。
2.在下列各种列管换热器中，每小时将29.4t的有机溶剂从20℃加热至50℃，溶剂在管内流动。
热介质的进出口温度分别为110℃及60℃。
试求下面各种情况下的平均温差：(1)单壳程单管程，逆流流动；(2)单壳程四管程；(3)双壳程四管程。
3.在一流化床反应器内装有一根冷却水管以取走反应器内放出的反应热，使床层温度维持在85℃。
冷却水入口温度10℃，出口温度50℃：若由于反应器处理量加倍，需取走的热量翻番，试问：(1)如果将床层内的冷却水管长度增加一倍，而水流量、进口温度、床层温度与总传热系数均保持不变，是否能完成冷却任务?(2)管长加倍后，冷却水出口温度为多少?此时实际取走的热量为原来的多少倍？型四管程列管换热器中用饱和水表气预热某油品，蒸汽在壳程中冷4.在一FLB凝为同温度的饱和水；油品走管内，不发生相变化。
已知水蒸气：温度120℃，冷凝潜热2236kJ/kg，冷凝给热系数l0000W/(m2·℃)流量45t/h，入口温度42℃，出口温度82℃，平均温度下的比热2.2kJ/(kg·℃)运动粘度1.2×10-6m2/s，密度800kg/m3换热器：以管外表面积为基淮的传热面积65m2，管子总数120低管子规格为Ф25×2.5mm材料为钢，壳体没有保温，外壳表面积12m2，壳壁热阻可忽赂；＝环境温度:15℃，换热器外壳至周围环境的对流辐射综合给热系数T 14.5W/(m2·℃)。
(1)试估计水蒸气的冷凝量；(2)试求开工初期(管子两侧无垢)管内油品的给热系数；(3)由于油品管网压降过大，拟将上述四管程换热器改为二管程(管子总根数不变)，试求油品的出口温度(假定水蒸气温度、管外给热系数、油品流量与入口温度均不变，溶剂物性变化可忽略)。
化工原理王志魁第五版习题解答：第六章 蒸馏
第六章蒸馏相平衡【6-3】甲醇(A)-丙醇(B)物系的汽液平衡服从拉乌尔定律。
试求：（1）温度80℃t =、液相组成.05x =（摩尔分数）时的汽相平衡组成与总压；（2）试求总压为.10133kPa 、液相组成.04x =（摩尔分数）时的汽液相平衡温度与汽相组成；（3）液相组成.06x =、汽相组成.084y =时的平衡温度与总压。
组成均为摩尔分数。
用Antoine 方程计算饱和蒸气压(kPa)甲醇.lg ..15749971973623886A p t =-+ 丙醇.lg .137514674414193B p t =-+式中t 为温度，℃。
解（1） 80℃t =时，..1811，5093A B p kPa p kPa==BA Bp p x p p -=-总压()() ....18115093055093116A B B p p p x p kPa=-+=-⨯+=汽相组成 (181105)0781116A p x y p ⨯=== （2）已知..10133，04，求、p kPa x x y==.10133p kPa =时，甲醇沸点为64.7℃，丙醇沸点为97.2℃，所求汽液相平衡温度必在64.7℃与97.2℃之间。
假设75℃t =计算.1511，41A B p kPa p kPa == 液相组成....1013341054804151141B A Bp p x p p --===>--计算的x 值大于已知的x 值，故所假设的温度t 偏小，重新假设大一点的t 进行计算。
将3次假设的t 与计算的x 值列于下表，并在习题6-3附图1上绘成一条曲线，可知.04x =时的平衡温度.795℃t =。
习题6-3附表计算次数第一次第二次第三次假设/t ℃758085x0.5480.3870.252习题6-3附图1.795℃t =时，.1779A p kPa= 汽相组成.. ..177904=070210133A p x y p ⨯==（3）已知..06，084，求，x y t p==计算().(.) .().(.)1084106351061084AB p y x x y p --===-- 待求的温度t ，就是/.35A B p p =时的温度，用试差法计算。
化工原理习题答案-第六章-第九章
第六章 习题1）1） 苯酚（C 6H 5OH ）（A ）和对甲酚（C 6H 4（CH 3）OH)(B)的饱和蒸汽压数据为：试按总压P=75mmHg （绝压）计算该物系的“t-x —y ”数据。
此物系为理想物系。
分率）—，（解：mol y x P xp y p p p P x AA A BA BA 00=--=2）承第1题，利用各组数据，计算①在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度αi ，取各αi 的算术平均值α，算出α对αi 的最大相对误差。
②以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x i ”关系，算出由此法得出各组y i 值的最大相对误差。
，计算结果如下：）（解：①i A B i p p 00/=α%46.1299.1299.1318.1318.1=-===∑最大误差niαα计，结果如下：按）（）318.1112αααiii x x y -+=t 0C113。
7 114.6 115。
4 116.3 117。
0 117.8 118。
6 119。
4 120。
0 x i 1。
0 0。
837 0.692 0.558 0。
440 0。
321 0。
201 0。
0952y i1.0 0。
871 0.748 0。
625 0。
509 0.384 0.249 0.122 0最大误差=31060.2385.0385.0384.0-⨯-=-3）已知乙苯（A ）与苯乙烯（B ）的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得：式中p 0的单位是mmHg,T 的单位是K.问：总压为60mmHg （绝压）时，A 与B 的沸点各为多少℃？在上述总压和65℃时，该物系可视为理想物系。
此物系的平衡汽、液相浓度各为多少摩尔分率？CK T T Ln B t p p CK T T Ln A t p p B B A A 00007.6985.34272.63/57.33280193.16608.6195.33495.59/47.32790195.1660)1==∴--====∴--==）（的沸点为，算得的令）（的沸点为算得的，令解：mmHgp Lnp KC t mmHg p A A 81.6895.5915.338/47.32790195.1615.33865602000=∴--====）（，）639.060557.081.68557.092.4881.6892.486092.4872.6315.338/57.33280193.1600=⨯==--==∴--=A A B B y x mmHgp Lnp ）（4）苯（A)和甲苯（B)混合液可作为理想溶液，其各纯组分的蒸汽压计算式为式中p 0的单位是mmHg ，t 的单位是℃。
化工原理复习必看第6章_蒸馏习题
1.蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的，分离的条件是。
答案:均相液体混合物，挥发性差异, 造成气液两相系统（每空1分，共3分）2.在t-x—y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。
答案: 相等,大于,杠杆规则(每空1分，共3分）3.当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。
答案:大于（每空1分）4.双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比,若α=1表示。
物系的α值愈大，在x—y图中的平衡曲线愈对角线。
答案:易挥发组分，难挥发组分，不能用普通蒸馏方法分离远离(每空1分，共4分)5.工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的.而是精馏与普通精馏的本质区别。
答案:多次部分气化，多次部分冷凝，回流（每空1分，共3分）6.精馏塔的作用是。
答案:提供气液接触进行传热和传质的场所。
（2分）7.在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是 ;加料板以下的塔段（包括加料板)称为________,其作用是。
答案:精馏段（1分）提浓上升蒸汽中易挥发组分（2分）提馏段提浓下降液体中难挥发组分（2分）（共6分）8.离开理论板时,气液两相达到状态,即两相相等，____互成平衡。
答案: 平衡 温度 组成 （每空1分，共3分）9. 精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1） 和(2） 。
答案: 塔顶易挥发组分含量高 塔底压力高于塔顶（每空2分,共4分）10. 精馏过程回流比R 的定义式为 ；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为 ；而R= 时，所需理论板数为∞。
答案:R=DL∞ 全回流 R min （每空1分，共4分） 11. 精馏塔有 进料热状况，其中以 进料q 值最大,进料温度____泡点温度。
答案： 五种 冷液体 小于（每空1分，共3分)12. 某连续精馏塔中,若精馏段操作线方程的截距等于零,则回流比等于____，馏出液流量等于 ，操作线方程为 .答案: ∞ 零 y n+1=x n （每空1分,共3分）13. 在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y 1，x 1及y 2,x 2；则它们的大小顺序为 最大, 第二， 第三，而 最小. 答案: y 1 y 2 x 1 x 2 （每空1分，共4分）14. 对于不同的进料热状况，x q 、y q 与x F 的关系为（1）冷液进料：x q x F ，y q x F ； （2）饱和液体进料：x q x F ,y q x F ； （3）气液混合物进料：x q x F ，y q x F f ； （4)饱和蒸汽进料:x q x F ，y q x F ； （5）过热蒸汽进料：x q x F ，y q x F ；答案:大于 大于（1分)等于 大于（1分）小于 大于（1分）小于 等于(1分）小于 小于（1分)（共5分）15. 精馏操作时，增大回流比R ，其他操作条件不变，则精馏段液气比VL（ ），馏出液组成x D ( )，釜残液组成x W （ ）.A 增加B 不变C 不确定D 减小答案： A A D（每空1分,共3分）精馏塔的设计中，若进料热状况由原来的饱和蒸气进料改为饱和液体进料，其他条件维持不变，则所需的理论塔板数N T ( ）,提馏段下降液体流量L /（ ）。
管国峰第三版南京工业大学化工原理第六章气体吸收习题解答
第六章 气体吸收习题解答1）总压100，温度25℃的空气与水长时间接触，水中的的浓度为多少？分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。
空气中 的体积百分率为0.79。
解：将空气看作理想气体：y=0.79 p*=yp=79kPa查表得 E=8.76×510kPa610/*-==E p xH=)./(10342.6)181076.8/(1000)/(65m kN kmoL EMS -⨯=⨯⨯=ρ C=p*.H=79×6.342×10-5=5.01×10-4kmol/m 32）已知常压、25℃下某体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数E 为大气压，溶质A 的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触：①溶质A 浓度为 的水溶液；②溶质A 浓度为的水溶液；③溶质A 浓度为 的水溶液。
试求上述三种情况下溶质A 在二相间的转移方向。
解： E=0.15×104atm ，p=0.054atm ，P=1atm ，y=p/P=0.054① m EP==⨯015104. x 135002110183610=⨯=⨯-.. ∴y mx 110054*.== ∴∆y y y =-=10*∴平衡② x 2350001110181810=⨯=⨯-.. ∴y mx 220027*.== ∴∆y y y =-20* ∴气相转移至液相 ③ x 3350003110185410=⨯=⨯-..∴y mx 330081*.== ∴∆y y y =-30*∴液相转移至气相④ P=3atm y=0.054 E=0.15×104atm ∴m=E/P=0.05×104x 4=x 3=5.4×10-5∴y mx 440027*.== ∴∆y y y =-40* ∴气相转移至液相 3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气～硫化氢混合气中的硫化氢。
总压为1大气压。
已知塔底气相中含1.5%（摩尔分率），水中含的浓度为（摩尔分率）。
武汉大学化工原理第二版课后习题答案第六章
第六章 精 馏1、正戊烷（）和正已烷（）的溶液可以认为是理想溶液，已知两个纯组分的饱和蒸气压（毫米汞柱）和温度（°C ）的关系如下：C 1.36T a o =]C [7.68T b o =正戊烷 0.232t 1065852.6p lg 1+−=° 正已烷 4.224t 1172878.6p lg 2+−=° 试计算该二组分溶液的气液相平衡关系（用y-x 函数关系，或y-x 相图表示）。
解：二组分沸点的平均值4.5227.681.36t =+=°C 在52.4°C 时 lg °=6.852-1p 0.2324.521065+=3.107 °=1279.4mm-Hg 1p lg °=6.878-2p 644.24.2244.521172=+ ∴ P2°=440.6 mm-Hg 12α=904.26.4404.1279P P .2.1== ∴ y=xx x x 904.11904.2)1(11212+=−α+α 2、在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液。
原料液流量为100kmol/h 组成为0.3（易挥发组分的摩尔分率，下同），泡点进料。
馏出液组成为0.95，釜残液组成为0.05，操作回流比为3.5，试求：（1）塔顶和塔底产品流量，kmol/h ；（2）精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量，kmol/h 。
解：（1）求塔顶和塔底的产品流量q n,D 和q n,W∵ ⎩⎨⎧+=+=+=+=W W ,n d D ,n f F ,n W d fD ,n D ,n F ,n x q x q x q Wx Dx Fx q q q W D F ∴ 05.095.0)05.030.0(100X X )x x (q q W d W f F ,n D ,n −−=−−= = 27.78hKmolw = 100 − 27.78 = 72.22kmolh −1（2）求精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量q n,V 、q n,L 和q n,V ′、q n,L ′① 精馏段∵ 5.3q q R D,n L ,n == ∴78.275.3q 5.3L D ,n ×== hKmol 23.97= ∵D ,n L ,n V ,n q q q +=∴78.2723.97q V ,n += =][01.125hKmol ② 提馏段因系泡点进料 ∴1=δ由q n,L’ = q n,L + δq n,F = q n,L + q n,F∴ ]hKmol [23.19210023.92'L =+= 由V = q n,V = q ′n,V + (1 − δ)q n,F∴ q n,V = q ′n,V =125.01 [hKmol ]3、有一个甲醇精馏塔，采用连续精馏，常压操作；进料的组成为84％（摩尔百分数，下同）的甲醇，16％水，处理量为235h kmol 。
化工原理习题答案第六章
RT n 8.314 10 3 700 0.45 m 3 0.45 kmol ) kw ( ) 0.0535 0.333( ) p 0 .1 kmol kg h
4. 在等温下进行液相反应 A+B→C+D，在该条件下的反应速率方程为：
0.5 rA 0.8c1.5 A cB mol/(L min )
所以，反应器出口气体组成为： 组分 CH3OH HCHO H2O CO2 O2 N2 摩尔数（mol） 7.672 18.96 38.3 0.7672 0.8788 43.28 摩尔分率% 6.983 17.26 34.87 0.6983 0.7999 39.39
2. 在一体积为 4L 的恒容反应器中进行 A 的水解反应，反应前 A 的含量为 12.23%（重量） ， 混合物的密度为 1g/mL，反应物 A 的分子量为 88。在等温常压下不断取样分析，测的组分 A 的浓度随时间变化的数据如下： 反应时间（h） cA(mol/L) 1.0 0.9 2.0 0.61 3.0 0.42 4.0 0.28 5.0 0.17 6.0 0.12 7.0 0.08 8.0 0.045 9.0 0.03
(4)以摩尔浓度表示反应物系组成时的速率常数 kC。 解： (1) k v b k w 1.13 103 0.0535 60.64kmol/(m 3 h )
b b kw k w 1.78 10 6 kmol/(m 2 h ) av b 3 103 1 1 kmol (3) k p ( ) n k w ( ) 0.45 0.0535 0.1508 p 0.1013 kg h (Mpa ) 0.45
(3)求平衡温度 Te
新版化工原理习题答案(06)第六章 蒸发
第六章 蒸发1．采用标准蒸发器将10%的NaOH 水溶液浓缩至25%（质量分数）。
蒸发室的操作压力为50 kPa ，试求操作条件下溶液的沸点升高及沸点。
解：溶液的沸点升高及沸点均按完成液来计算。
查得水的有关数据为压力p /kPa 温度t /℃ 汽化热r /(kJ ∙kg -1)101.3 10050 81.2 2304.5在101.3 kPa 时，25%NaOH 溶液的沸点为113.07 ℃。
常压下溶液的沸点升高为Δ a =（113.07–100）℃=13.07℃50 kPa 时，溶液的沸点升高可用两种方法计算。
（1）用杜林规则在杜林线图的横标81.2 ℃作垂直线交组成为25%的杜林线，再由该点查得纵标的温度为93 ℃，此即50kPa 下溶液的沸点t A 。
∆'=（93–81.2）℃=11.8 ℃（2）用式6-17经验公式估算a f '∆=∆=2(81.2273)0.016213.072304.5+⎡⎤⨯⨯⎢⎥⎣⎦℃=11.5 ℃ 则溶液的沸点升高为11.8 ℃，50kPa 下的沸点为93 ℃。
两种方法计算结果相差不大。
2．用连续操作的真空蒸发器将固体质量分数为4.0%的番茄汁浓缩至30%，加热管内液柱的深度为2.0 m ，冷凝器的操作压力为8 kPa ，溶液的平均密度为1 160 kg/m 3，常压下溶质存在引起的沸点升高a ∆'=1 ℃，试求溶液的沸点t B 。
解：8 kPa 压力下对应二次蒸汽温度为41.3 ℃，水的汽化热为2497 kJ/kg 。
取冷凝器到蒸发室的温差损失∆'''=1.5℃。
溶质引起的沸点升高取常压下数据，即∆'=1℃。
则溶液的沸点为B 41.341.31 1.543.8t ''''=+∆=+++∆=+∆∆''的计算如下：m 2Lg p p ρ'=+与43.8 ℃相对应的压力p '=9.25 kPa则 m 1160 2.09.819.2510002p ⨯⨯⎡⎤=+⎢⎥⨯⎣⎦kPa=20.63 kPa 与p m 对应的溶液沸点为60.7 ℃，即t B =60.7 ℃3．在一连续操作的单效蒸发器中将NaOH 水溶液从10%浓缩至45%（质量分数），原料液流量为1 000 kg/h 。
化工原理(第四版)习题解第六章蒸馏
第六章 蒸 馏相平衡【6-1】苯(A)和甲苯(B)的饱和蒸气压数据如下。
101.33 38.8 179.19 74.53 根据上表数据绘制总压为101.33kPa 时苯一甲苯溶液的-t y x -图及y x -图。
此溶液服从拉乌尔定律。
解 计算式为,0000B AA Bp p p x y x p p p -==- 计算结果见下表苯-甲苯溶液的t x y --计算数据苯-甲苯溶液的t y x --图及y x -图，如习题6-1附图1与习题6-1附图2所示。
习题6-1附图1 苯-甲苯t-y-x 图习题6-1附图2 苯-甲苯y-x 图【6-2】在总压.101325kPa 下，正庚烷-正辛烷的汽液平衡数据如下。
温度/℃ 液相中正庚烷的摩尔分数()x汽相中正庚烷的摩尔分数()y温度/℃ 液相中正庚烷的摩尔分数()x 汽相中正庚烷的摩尔分数()y 98.4 105 1101.0 0.656 0.4871.0 0.81 0.673115 120 125.60.311 0.157 00.491 0.280 0试求：(1)在总压.101325kPa 下，溶液中正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡汽相的瞬间组成；(2)在总压.101325kPa 下，组成.035x =的溶液，加热到117℃，处于什么状态？溶液加热到什么温度，全部汽化为饱和蒸气？解 用汽液相平衡数据绘制t y x --图。
(1) 从t y x --图上可知，.035x =时的泡点为113.8℃，平衡汽相的瞬间组成.053y =。
(2) .035x =的溶液，加热到117℃时为气液混合物，液相组成.024x =，汽相组成.040y =。
.035x =的溶液加热到118℃时，全部汽化为饱和蒸气。
习题6-2附图 正庚烷-正辛烷t-y-x 图【6-3】 甲醇(A)-丙醇(B)物系的汽液平衡服从拉乌尔定律。
(1) 试求温度80℃t =、液相组成.05x =（摩尔分数）时的汽相平衡组成与总压。
化工原理学习指导-第6章-蒸馏-计算题答案
化工原理学习指导 第6章 蒸馏 计算题答案6-31 某二元混合物蒸汽，其中轻、重组分的摩尔分数分别为0.75和0.25，在总压为300kPa 条件下被冷凝至40℃，所得的汽、液两相到达平衡。
求其汽相摩尔数和液相摩尔数之比。
轻、重组分在40℃时的蒸汽压分别为370kPa 和120kPa 。
解：两相中，720.01203701203000B0A 0B =--=--=p p p p x 888.0300720.03700A A =⨯===x p p p p y设汽相摩尔量为V ，液相摩尔量为L ，总量为F ，那么L V F +=Lx Vy Fx F +=由以上两式可得：217.075.0888.072.075.0F F =--=--=x y x x L V 事实上，汽液平衡体系中，两相的摩尔量比值服从杆杠定律。
6-32 苯和甲苯组成的理想溶液送入精馏塔中进行别离，进料状态为汽液共存，其两相组成分别如下：5077.0F =x ，7201.0F =y 。
用于计算苯和甲苯的蒸汽压方程如下：8.2201211031.6lg 0A +-=t p5.2191345080.6lg 0B +-=t p其中压强的单位为Pa ，温度的单位为℃。
试求：〔1〕该进料中两组份的相对挥发度为多少？〔2〕进料的压强和温度各是多少？〔提示：设进料温度为92℃〕 解：〔1〕混合物中两组分的相对挥发度：49.25077.015077.07201.017201.011F F F F=--=--=x x y y α 〔2〕设进料温度为92℃，那么16.28.220921211031.6lg 0A =+-=pkPa 38.1440A =p 762.15.219921345080.6lg 0B =+-=pkPa 83.570B =p由此求得体系的相对挥发度为：496.283.5738.144'0B0A ===p p α 其值与〔1〕中所求相对挥发度足够接近，故可认为进料温度为92℃。
南工大化工原理第六章 习题解答
第六章习题1）苯酚（C6H5OH）（A）和对甲酚（C6H4（CH3）OH）（B）的饱和蒸汽压数据为：温度℃苯酚蒸汽压kPa对甲酚蒸汽压kPa温度℃苯酚蒸汽压kPa对甲酚蒸汽压 kPa 113.710.07.70117.811.999.06 114.610.47.94118.612.439.39 115.410.88.2119.412.859.70 116.311.198.5120.013.2610.0 117.011.588.76试按总压P=75mmHg（绝压）计算该物系的“t—x—y”数据。
此物系为理想物系。
t0C p A0kPa p B0kPa x A x B113.710.07.70 1.0 1.0114.610.47.940.8370.871115.410.88.20.6920.748116.311.198.50.5580.624117.011.588.760.4400.509117.811.999.060.3210.385118.612.439.390.2010.249119.412.859.700.09520.122120.013.2610.00.0000.0002）承第1题，利用各组数据，计算①在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度αi，取各αi的算术平均值α，算出α对αi的最大相对误差。
②以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y—x i”关系，算出由此法得出各组y i值的最大相对误差。
t0C 113.7114.6115.4116.3117.0117.8118.6119.4120.01.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326t0C113.7114.6115.4116.3117.0117.8118.6119.4120.0x i 1.00.8370.6920.5580.4400.3210.2010.09520y i 1.00.8710.7480.6250.5090.3840.2490.1220最大误差=3）已知乙苯（A）与苯乙烯（B）的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得：式中p0的单位是mmHg，T的单位是K。
化工原理答案
第六章 蒸 馏11、在连续精馏操作中，已知精馏段操作线方程及q 线方程分别为y =0.8x +0.19；y = -0.5x +0.675,试求：（1）进料热状况参数q 及原料液组成x F ；（2）精馏段和提馏段两操作线交点坐标。
解：由q 线方程 y = -0.5x +0.675知5.01-=-q q 故q =1/3 又675.01=--q x F 故x F =0.675（1-q ）=0.675×（1 -1/3）=0.45 因为精馏段操作线与提馏段操作线交点也是精馏段操作线与q 线的交点，所以y q = -0.5x q +0.675y q =0.8x q +0.18 联立求解 x q =0.373 y q =0.48912、用逐板计算习题10中泡点进料时精馏段所需理论板层数。
在该组成范围内平衡关系可近似表达为y =0.46x +0.545解：由习题10知 x F =0.4 、x D =0.95 、R =2.6设塔顶为全凝器，故y 1=x D =0.95由平衡关系 y 1=0.46x 1+0.545=0.95 得 x 1=0.88由精馏段操作线方程26.072.06.395.06.36.2111+=+=+++=+n n D n n x x R x x R R y 得 y 2=0.72×0.88+0.26=0.89又 0.46x 2+0.545=0.89 得 x 2=0.75同理 y 3=0.72×0.75+0.26=0.80又 0.46x 3+0.545=0.80得 x 3=0.55y 3=0.72×0.55+0.26=0.66又 0.46x 4+0.545=0.66得 x 4=0.25<x F∴ 精馏段理论板层数为3层，第四层为进料板。
13、在常压连续精馏塔中分离苯－甲苯混合液。
若原料为饱和液体，其中含苯0.5（摩尔分数，下同），塔顶馏出液组成为0.95，釜液组成为0.06，操作回流比为2.6。
化工基础学习知识原理习题集解答(第六章)
第6章 蒸馏6-1.尔定律。
解：00BA BA P P P P x --=；A A A x PPy 0=x (y )t/0C0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0yx6-2．利用习题6-1的数据 （1）计算相对挥发度α。
（2）写出平衡方程式。
（3）算出x y -的一系列平衡数据与习题1作比较。
（答：（1） 44.2=α， （2）xxy 44.1144.2+=）解：⑴0A P P =α，44.22==α⑵()xxx x y 44.1144.211+=-+=αα⑶由α计算所得的一系列y 、x 值与习题6-1之值很接近。
6-3．将含%24（摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏塔中。
要求馏出液含%95易挥发组分，釜液含%3易挥发组分。
送至冷凝器的蒸气量为1h kmol 850-⋅，流入精馏塔的回流液量为1h kmol 670-⋅。
试求：（1）每小时能获得多少kmol 的馏出液？多少kmol 的釜液？（2）回流比DLR = 为多少？(答：1h kmol 180-⋅=D ， 1h kmol 6.608-⋅=W ；72.3=R ) 解：D L V +=，1h kmol 180670850-⋅=-=-=L V D ，72.3180670===D L R ， W W D F +=+=180，W D F Wx Dx Fx +=即()03.018018095.024.0⨯-+⨯=F F ，解得：1h kmol 6.788-⋅=F ，1h kmol 6.6081806.788-⋅=-=-=D F W 。
6-4．有1hkg 10000-⋅含物质A （摩尔质量为1kmol8kg 7-⋅ ）3.0（质量分数，下同）和含物质B （摩尔质量为1kmol 0kg 9-⋅ ）7.0的混合蒸气自一连续精馏塔底送入。
若要求塔顶产品中物质A 的组成为95.0，釜液中物质A 的组成为01.0。
化工原理(第四版)习题解 第六章 蒸馏
第六章 蒸 馏相平衡【6-1】苯(A)和甲苯(B)的饱和蒸气压数据如下。
)/B kPa )/B kPa )/B kPa )/B kPa 101.33 113.59 38.8 44.40179.19 199.32 74.53 83.33 根据上表数据绘制总压为101.33kPa 时苯一甲苯溶液的-t y x -图及y x -图。
此溶液服从拉乌尔定律。
解 计算式为 计算结果见下表苯-甲苯溶液的t x y --计算数据苯-甲苯溶液的t y x --图及y x -图，如习题6-1附图1与习题6-1附图2所示。
习题6-1附图1 苯-甲苯t-y-x 图 习题6-1附图2 苯-甲苯y-x 图【6-2】在总压.101325kPa 下，正庚烷-正辛烷的汽液平衡数据如下。
试求：(1)在总压.101325kPa 下，溶液中正庚烷为0.35（摩尔分数）时的泡点及平衡汽相的瞬间组成；(2)在总压.101325kPa 下，组成.035x =的溶液，加热到117℃，处于什么状态？溶液加热到什么温度，全部汽化为饱和蒸气？解 用汽液相平衡数据绘制t y x --图。
(1) 从t y x --图上可知，.035x =时的泡点为113.8℃，平衡汽相的瞬间组成.053y =。
(2) .035x =的溶液，加热到117℃时为气液混合物，液相组成.024x =，汽相组成.040y =。
.035x =的溶液加热到118℃时，全部汽化为饱和蒸气。
习题6-2附图 正庚烷-正辛烷t-y-x 图【6-3】 甲醇(A)-丙醇(B)物系的汽液平衡服从拉乌尔定律。
(1) 试求温度80℃t =、液相组成.05x =（摩尔分数）时的汽相平衡组成与总压。
(2) 试求总压为.10133kPa 、液相组成.04x =（摩尔分数）时的汽液相平衡温度与汽相组成。
(3) 试求液相组成.06x =、汽相组成.084y =时的平衡温度与总压。
组成均为摩尔分数。
用Antoine 方程计算饱和蒸气压(kPa) 甲醇 .lg ..15749971973623886A p t =-+丙醇 .lg .137514674414193B p t =-+式中t 为温度，℃。
化工原理吸收习题
一、分析与判断第六章吸收1．在密闭容器内存在某种低浓度水溶液，容器内压强为p0 ，溶液温度为t，溶质含量为c(x) ，试问：1）若将N2压入容器，则E H m p * ；2）若溶液温度t 下降，则E H m p * ；3）注入溶质A，则E H m p * ；2、某吸收过程，已知气相传质系数与液相传质系数的关系是k y = 3k x ，则此时气相传质推动力( y -y i ) ，液相传质推动力(x i -x) 。
（大于、等于，小于，不确定）3、低浓度逆流吸收塔设计中，若气体流量、进出口组成及液体进口组成一定，减小吸收剂用量，传质推动力将，设备费用将（增大、减小，不变）4、某逆流吸收塔操作时，因某种原因致使吸收剂入塔量减少，以至操作时液气比小于原定的最小液气比，则将发生什么情况：。
5、低浓度逆流吸收操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂用量L 增加，试判断下列参数变化情况并绘出新工况的操作线：HOG ，∆ym ，出塔液体x1，出塔气体y2 ，回收率φ（增大、减小，不变，不确定）题5 附图题6 附图6、低浓度逆流吸收操作中，原工况操作线如附图所示，现其他条件不变而吸收剂入塔含量升高，试绘出新工况的操作线。
7、吸收操作中，原工况下气体进塔量为V，进出塔的含量分别为y1 、y2 。
由于某种原因，吸收剂入塔浓度升高，采用增加吸收剂用量L 的方法后，使y1 、y2 保持不变。
则与原工况相比，被吸收溶质总量，平均推动力∆y m（增大，减小，不变，不确定）。
8、低浓度逆流吸收操作中，当吸收剂温度降低其他条件不变时，试判断下列参数变化情况并绘出操作线：相平衡常数，K ya，推动力∆y m，回收率φ ，出塔y2 ，出塔x1 （增大，减小，不变，不确定）。
第8 题图第10 题图9、低浓度逆流吸收操作中，当气体进口含量y1 下降，其他条件不变时，则气体出口含量y2 ，液体出口含量x1，被吸收溶质总量，回收率φ，推动力 y m，N OL （增大，减小，不变，不确定）10、已知某吸收过程操作线如图所示，试分别定性绘出以下几种情况下的操作线，并讨论对吸收操作的影响：1）吸收操作为气膜控制，气体流量V增至V’，其他条件不变；2）吸收过程为液膜控制，气体流量V增至V’，其他条件不变；11、某吸收塔原工况的操作线如图所示，现将吸收剂L 的温度降低，其他条件不变，试定性绘出以下两种情况的操作线：（忽略温度变化对传质分系数的影响）1）吸收过程为气膜控制2）吸收过程为液膜控制。
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第6章蒸馏6-1.苯（A ）和甲苯（B ）的饱和蒸气压数据为苯的饱和蒸气压 p A /kPa甲苯的饱和蒸 气压p B / kPa80.2 101.33 39.9984.1 113.59 44.4 88.0 127.59 50.6 92.0 143.72 57.6 96.0 160.52 65.66 100 179.19 74.53 104 199.32 83.33 108 221.19 93.93 110.4233.05101.33根据上表数据作101.33kPa 下苯和甲苯溶液的t - y - x 图及y 一 x 图。
此溶液服从拉乌尔定律。
解:80.21.0 1.0 84.1 0.823 0.925 88.0 0.659 0.83 92.0 0.508 0.72 96.0 0.376 0.596 100 0.256 0.453 104 0.155 0.304 108 0.058 0.123 110.40 0 P - PB P AX A 00 ； y A X AP AF B6-2 .利用习题6-1的数据（1 ）计算相对挥发度：•。
（2）写出平衡方程式。
3）算出y-x 的一系列平衡数据与习题1作比较 （答：（1） :一2.44,（ 2） y = 2.44X） 1 +1.44x 解:⑴：■80.2 2.53 1.0 1 84.1 2.56 0.823 0.919 88.0 2.52 0.659 0.825 92.0 2.50 0.508 0.716 96.0 2.44 0.376 0.595 100 2.40 0.256 0.456 104 2.39 0.155 0.309 108 2.36 0.058 0.131 110.42.300 0P A⑶由〉计算所得的一系列y 、 x 值与习题6-1之值很接近6-3 .将含24% （摩尔分数，下同）易挥发组分的某液体混合物送入一连续精馏 塔中。
要求馏出液含95%易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。
送至冷凝器的蒸气量 为850kmol h J，流入精馏塔的回流液量为 670kmol h J 。
试求：（1）每小时能获得多少kmol 的馏出液？多少kmol 的釜液？ （2）回流比R 二丄为多少?D(答: D -180kmol h J ， W -608.6kmol h J ； 解：V 二 L • D ，D 二V -L = 8506741 80moh 」，R =丄670=3.72，D 180F 二 D W =1 80 W ，F X F 二 D X D Wx W 即 0.24F =0.95 180 F -180 0.03，解1F =788.6kmol h ，W=F —D =7 886—1 8060 85k mo h 。
6-4 .有10000kg h d 含物质A （摩尔质量为78kg kmol ，） 0.3（质量分数，下同） 和含物质B （摩尔质量为90kg kmol ） 0.7的混合蒸气自一连续精馏塔底送入。
若 要求塔顶产品中物质 A 的组成为0.95，釜液中物质A 的组成为0.01。
试求：（1 ）进 入冷凝器底蒸气流量为多少？以摩尔流量表示。
（2）回流比R 为多少？（答：（1） V =116kmol h J ; （2） R =1.96 ） 解：F 二 D W ，10000 4V116kmol h ，86.11D =3085.1二 39.28kmol h 4，78.53丄V 116V =(R 1)D= R 11 =1.96。
D 39.286-5 •某连续精馏塔，泡点加料，已知操作线方程如下:a x 1 亠 i* 1 x2.44x1 1.44xR=3.72 )FX F 二 DX D WX W ， =3085.1kg h 」，0.95/780.956，0.95 0.05 ，78 90 0.3/780.33，0.3 0.7 '78 90= 0.956 78 0.044 90 = 78.53，= 0.33 78 0.67 90 = 86.11,X DX FM DM F精馏段y=0.8x，0.172提馏段y=1.3x_0.018试求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。
（答：X f -0.38 ; X d =0.86 ; X w=0.06 ; R = 4 ）解：精馏段操作线的斜率为—=0.8 ,R+1二R = 4 ；精馏段操作线的截距为虽=0.172 oR+1=■ X D = 0.86;提馏段操作线在对角线的坐标为：y,w = x=X W=X W = 1.3x w - 0.0 1 8,=X W = 0.06 ；泡点进料，q线为垂直线，两操作线交点的横坐标为X F ,y = 0.8X F -0.1 72y = 1 .3X F - 0.0 1 8,=x F= 0.38 o6-6 .要在常压操作的连续精馏塔中把含0.4苯及0.6甲苯的溶液加以分离，以便得到含0.95苯的馏出液和0.04苯（以上均为摩尔分数）的釜液。
回流比为3，泡点进料，进料量为100kmol h J。
求从冷凝器回流入塔顶的回流液的流量及自釜升入塔底的蒸气的流量。
（答：L =118.68kmol h」;V =158.24kmol h」）解：由 F = D W、F X F D X D W&，0.4 - 0.0439.56kmol h」，解得：D 二 F X F-X W才。
X D —X W 0.95—0.04L =RD =3 39.56 =118.68k m o h」，V —V =（R 1）D =4 39.56 = 158.24k mo lh ' o 6-7 .在连续精馏塔中将甲醇30% （摩尔分数，下同）的水溶液进行分离，以便得到含甲醇95%的馏出液及3%的釜液。
操作压力为常压，回流比为 1.0，进料为泡（答：N T6块板进料）解：x 二X D , y 二X D在y 一x图上得a点，精馏段截距△095 =0.475 ,R + 1 1+1在y — x图上得c点，连接ac得精馏段操作线，过x二X F做垂直线与精馏段操作线的交点d，当x二x w时，提馏段操作线y二x w对角线上b点，在平衡线与操作线间作梯级，塔内理论板数为八块，加料板为第六块。
（图略）6-8 .用一连续精馏塔分离苯一甲苯混合液，原料中含苯0.4，要求塔顶馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02 （以上均为摩尔分数），若原料液温度为250C，求进料热状态参数q为多少？若原料为气液混合物，气液比为3/4，q值为多少？（答：q =1.35 ; q =0.57 ）J/M A0.4/78 门“x F0.44，:A/M A:B/M B 0.4/78 0.6/92泡点为95 C，查得：r苯二30724.2kJ kmol ‘，r甲苯二32200kJ kmol '，=r =0.4r苯0.6伸苯=31609.7kJ kmol，，平均温度：25 95=60 C，2查得60 C苯的比热为cp =143.5kJ kmol J K J，甲苯的比热为cp =169.3kJ kmol ‘，=c p=0.4 143.5 0.6 169.5 =159.1kJ kmol 4K‘，- 31609.7 +159.1（95 —25）彳q I ・35；31609.7气液混合物：4q二汽化率0.57 o76-9 .某液体混合物含易挥发组分0.65 （摩尔分数，下同），以饱和蒸汽加入连续精馏塔中，加料量为50kmol h4，残液组成为0.04，塔顶产品的回收率为99%，回流比为3，试求：（1）塔顶、塔底的产品流量；（2）精馏段和提馏段内上升蒸汽及下降液体的流量；（3 ）写出精馏段和提馏段的操作线方程。
解：⑴根据回收率的定义有：二捡，解:FX F 又FX F二DX D WX W，X D - y qy q —X q又幕:Xq1(:T)X q2・5xq1 (2.5-1)X q= 0.5X q= 0.286 则 R min0.9 -0.5 0.5 - 0.286-1.871二 D = F _W =50 -8.125 = 41.87 km o h ； ⑵根据回流比的定义 R 二L/D 有：L =RD =3 41.875 =125.625k m o h J ,又 V 二L D =(R 1)D =(3 1) 41.875 =167.5kmol h ，,因为进料为饱和蒸气q=0，所以提馏段上升蒸气和下降的液流量如下:V =V -(1 -q)F =167.5 -(1 -0) 50 = 117.5k mo lh J ， L = L qF =125.6250 50 二 125.625k mo lh 」；⑶由回收率定义得:6-10 . 一常压操作的精馏塔用来分离苯和甲苯的混合物。
已知进料中含苯0.5（摩 尔分数，下同），且为饱和蒸汽进料。
塔顶产品组成为 0.9，塔底产品组成为0.03， 塔顶为全凝器，泡点回流。
原料处理器为10kmol h J ，系统的平均相对挥发度为2.5， 回流比是最小回流比的1.166倍。
试求：（1）塔顶、塔底产品的流量；（2）塔釜中的 上升蒸汽流量；（3 ）塔顶第二块理论板上升蒸汽的组成。
解：⑴ F 二 D W ， F X F =D X D W X W ，D = F —W = 10 —4.6 二 5.4k m o h⑵ q =0， y q =X F =0.5，WxWFX F"一,则W 严（1一）X W50 0.65 (1 -0.99)0.04= 8.125kmol h ,X DF X F 50 0.65 0.990.77，D 41.875精馏段操作线方程为：R 丄 X D 3 yx R 1 R 13 1即 y =0.75x 0.1925， 提馏段操作线方程为：L Wx W125.6258.125 x 0.04 y xxL -WL -W 125.625-8.1251 2 56 2 5 8.1 25x 077 =0.75x 0.1 92,3 1F(X D X F )X D 一 X W10 (0.9-0.5)0.9—0.03=4.6k m o lh J ，V m in =V m in ~'(I -^厅-V m i^ — F = 15.5 —10 = 5.5kmol 塔釜中的上升蒸汽流量： V ： =1.3V min =1.3 5.5=7.15kmol h ，;⑶塔顶上升蒸汽量 VF =17.15kmol h J ,V =(R 1)D ,R =匕 1 二17151 =2.18 ,D 5.4 塔顶第一块板下降液体组成(理论板)X 1 = 0.783，塔顶第二块理论板上升的蒸汽组成 V 2为：y 2— X ^ -X D21匕 0.783090.82。