将计算结果列表如下：
组 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4 不清晰分割物料衡算 由?iH?Ki计算各组分的相对挥发度，结果列表。 KH分 zi xiD xiB Di Bi 0.338 0.828 / 0.58 33.8 0.116 31.872 25.70 0.50 0.30 0.70 0.139 0.002 5.684 0.332 0.033 0.538 1.328 0.257 / 0.005 / 0.003 / 0.007 / 0.434 / 0.008 / 0.005 / 0.012 / 1.000 1.000 1.000 40.812 59.188 序 号 组 分 1 H2 2 CH4 3 4 5 C3H6 0.50 6 C3H8 0.20 7 C4 0.70 C2H4 C2H6 33.2 0.28 25.7 0.18 xiF/摩尔% 33.8 5.8 Ki α Nm?i3 / / 1.7 0.033 0.022 0.004 6.071 1.0 0.643 0.118 0.079 0.014 lg[D2B3]lg[5.68431.872]D3B2?1.3280.116?3.92
lg?23lg6.071由于氢气的相对挥发度很大，该组分全部从塔顶馏出液中采出。 由
DiND??i3m3和Fi?Di?Bi分别计算组分4、5、6、7的分布。 BiB3D41.328NmD3??4?0.6433.92?0.0074；而25.7?B4B331.872对组分4：
D4?B4
由此计算得D4?0.189；B4?25.511 对组分5：
D5D33.921.328m??iN?0.118?0.00001；而0.5?D5?B5 5B5B331.872由此计算得D5?0.0；B5?0.50 将计算结果列表如下： 组 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 分 zi xiD xiB Di Bi 0.338 0.824 / 0.58 33.8 0.116 31.872 25.511 0.50 0.139 0.002 5.684 0.332 0.032 0.540 1.328 0.257 0.005 0.432 0.189 0.005 / 0.008 / 21
C3H8 C4 0.003 / 0.007 / 0.005 / 0.012 / 0.30 0.70 1.000 1.000 1.000 41.001 58.999 6. 某连续精馏塔的进料、馏出液、釜液组成以及平均条件下各组分对重关键组分的平均相
对挥发度如下：
组 分 xiF A B C D ∑ 进料为饱和液体进料。
试求：a.最小回流比Rm，b.若回流比R?1，用简捷法求理论板数N。 解：以F=100Kmol进料为基准，由题意选择B为轻关键组分，C为重关键组分。
xxlg[bDcB]lg[0.480.48]xcDxbB0.020.02?1.91 采用Fenske公式计算最少理论板数：Nm??lg?bclg2.5采用Underwood法计算最小回流比：??ixFi?x?1?q；Rm??iDi?1
?i???i??xiD xiB ?iC 0.25 0.50 / 5 0.25 0.48 0.02 2.5 0.25 0.02 0.48 1 0.25 / 0.50 0.2 1.00 1.00 1.00 由于进料为饱和液体进料，故q?1，采用N-R法迭代求?，设??1.3
?x5?0.252.5?0.251?0.250.2?0.25F(?)??iFi?1?q?????1?1??0.02?0?i??5?1.32.5?1.31?1.30.2?1.3F?(?)???n?1?ixFi5?0.252.5?0.251?0.250.2?0.25??????9.175(?i??)2(5?1.3)2(2.5?1.3)2(1?1.3)2(0.2?1.3)2
F(?n)?0.02??n??1.3??1.302F?(?n)?9.175
5?0.252.5?0.251?0.250.2?0.25????1?1??0.01?05?1.3022.5?1.3021?1.3020.2?1.302
F(?)?Rm???ixDi5?0.52.5?0.481?0.02?1????1?0.6115?i??5?1.3022.5?1.3021?1.302
R?Rm1?0.6115??0.1941?1由题意R?1，R?1，查吉利兰（Gilliland）关联图
N?NmN?1.91??0.435N?1N?1
求得理论板数N?4.15
7. 要求在常压下分离环己烷a.（沸点80.8℃）和苯b.（沸点80.2℃），它们的恒沸组成为
苯0.502（摩尔分数），共沸点77.4℃，现以丙酮为恒沸剂进行恒沸精馏，丙酮与环己烷形成恒沸物，共沸组成为0.60（环己烷摩尔分数），若希望得到几乎纯净的苯，试计算： ①所需恒沸剂量。
22
②塔顶、塔釜馏出物量各为多少。（以100kmol/h进料计）
解：以100kmol/h进料为基准，设丙酮恒沸剂的用量为Skg，恰好与料液中的环己烷组成恒沸物，进料量和塔顶恒沸物的量和组成分别为F,D,xFi,xDi。 对环己烷作物料平衡 DxD1?FxF1；
D?FxF1100?0.498??83kmolxD10.60
恒沸剂S的用量为S?DxD3?83?0.40?33.2kmol
由于塔釜希望得到几乎纯净的苯，W?W2?FxF2?100?0.502?50.2kmol
8. 四氢呋喃a.-水b.混合液当x1?0.854（摩尔分数）时形成恒沸物，恒沸温度为63.4℃，
当以呋喃（S）为恒沸剂时，则与其水成为非均相恒沸物，恒沸温度为30.5℃，恒沸组成为x2?0.0438。要求该溶液分离得x1?0.999（顶）及x1?0.001（釜），试以简捷法计算所需理论板数N。
已知：A12?0.42；A21?1.068；A1S?0；AS1?0；A2S?1.95；AS2?2.59。30.5℃时
000各饱和蒸汽压：p1?27.359kPa；p2?4.833kPa；pS?100.418kPa
9. 甲醇a.-丙酮b.在55.7℃时形成恒沸物，其恒沸组成为x1?0.198，水和苯均可作为萃取
剂进行萃取精馏以分离甲醇和丙酮，试通过计算确定水c.与苯d.的选择度，并据理说明哪种萃取剂更佳及塔顶馏出液各为何种物质？
已知：xS?0.8(mol)；A12?0.2798；A21?0.2634；A13?0.3794；A31?0.2211；
A23?0.9709；A32?0.5576；A14?0.8923；A41?0.7494；A24?0.2012；A42?0.1533 解：以水作萃取剂
??A12?S?A1?S?A2lgS1210.2798?0.2634(A12?A21)??0.271622 10.3794?0.2211(A1S?AS1)??0.300222
10.9709?0.5576(A2S?AS2)??0.764322
?S?A2?S?A12?(1?2x1?)??0.8[0.3002?0.7643?0.2716?xS?A1(1?2?0.198)]??0.5025S12?0.3144?1
以苯作萃取剂，
?S?A1?S?A2lgS1210.8923?0.7494(A1S?AS1)??0.8208522
10.2012?0.1533(A2S?AS2)??0.1772522
?S?A2?S?A12?(1?2x1?)??0.8[0.82085?0.17725?0.2716?xS?A1(1?2?0.198)]?0.3836S12?2.419?1
以苯作为萃取剂进行萃取精馏分离甲醇和丙酮更佳，而水作为萃取剂比不加入萃取剂时的效果更差。由于甲醇的沸点（64.7℃）高于丙酮（55.7℃），则塔顶馏出物为丙酮，
23
塔釜馏出物为甲醇和苯。
10. 乙酸甲酯a.和甲醇b.混合物在45℃时为恒沸物，今以水为溶剂进行萃取精馏，已知其组
成为x1?0.7，xS?0.8；A12?0.447；A21?0.411；A13?1.3；A31?0.82；A23?0.36；
A32?0.22。试求其选择度，并说明塔顶馏出何物？
解：
??A12?S?A1?S?A2lgS1210.447?0.411(A12?A21)??0.42922 11.3?0.82(A1S?AS1)??1.0622
10.36?0.22(A2S?AS2)??0.2922
?S?A2?S?A12?(1?2x1?)??0.8[1.06?0.29?0.429(1?2?0.7)]?0.7533?xS?A1S12?5.666?1
由于甲醇的沸点（64.7℃）低于乙酸甲酯（℃），则塔顶馏出物为甲醇酮，塔釜馏出物为乙酸甲酯和水。 11. 某裂解气组成如下表所示。 组 分 H2 y0,i CH4 C2H4 C2H6 C3H6 i-C4H10 ∑ 1.000 0.132 0.3718 0.3020 0.097 0.084 0.0132 现拟以i-C4H10馏分作吸收剂，从裂解气中回收99%的乙烯，原料气的处理量为100kmol/h，塔的操作压力为4.052Mpa，塔的平均温度按-14℃计，求： ①为完成此吸收任务所需最小液气比。
②操作液气比若取为最小液气比的1.5倍，试确定为完成吸收任务所需理论板数。 ③各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成。 ④塔顶应加入的吸收剂量。
解：选乙烯为关键组分，查得在4.052Mpa和-14℃下各组分的相平衡常数列于下表。
a.最小液气比的计算
在最小液气比下N??，A关??关?0.99，
?L?V?min??关?K关?0.72?0.99?0..7128
b.理论板数的计算 操作液气比VL?1.5L?V?min?1.5?0.7128?1.0692
A关?关键组分的吸收因子为
lgN?L1.0692??1.485VK关0.72
??A??1lgAlg?1?理论板数
0.99?1.4850.99?1?1?8.868lg1.485
c.各个组分的吸收分率和出塔尾气的量和组成
24
Ai?A关K关Ki由以及
L?VKi?i??i?AiN?1?AiAiN?1?1
和
v1,i??1??i?vN?1,i；V1??v1,i；y1,i?CH4 C2H4 v1,iV1进行计算结果见表。
C3H6 i-C4H10 ∑ 1.000 100.0 38.1115 组 分 yN?1,i H2 0.132 / C2H6 0.3718 0.3020 0.097 3.15 37.18 0.72 30.2 0.50 9.7 0.084 0.0132 0.145 0.056 8.4 1.32 Ki ?N?1,i，kmol/h 13.2 A / 0 13.2 0.3394 1.485 0.3394 0.99 24.561 0.302 2.1384 7.374 19.093 0.995 1.000 1.000 0 ? ?1,0.0485 0 y1,i 0.3464 0.6445 0.0079 0.0013 100?38.1115?69.056kmol/h2
d.吸收剂量 塔内气体的平均流率为：塔内液体的平均流率为：由VLV?L?L0?(L0?61.8885)?L0?30.9442
?1.0692，得L0?42.89kmol/h
12. 拟进行吸收的某厂裂解气的组成如下。 组分 CH4 y0,i C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10 i -C5H10 n-C5H10 n-C6H14 ∑ 0.045 0.015 0.025 0.015 1.000 0.765 0.045 0.065 0.025 当在1.013Mpa压力下，以相对分子质量为220的物质为吸收剂，吸收剂温度为30℃，而塔中液相平均温度为35℃。试计算异丁烷（i-C4H10）回收率为0.90时所需理论塔板数以及各组分的回收率。操作液气比为最小液气比的1.07倍，求塔顶尾气的数量和组成。
解：选异丁烷为关键组分，查得在1.013Mpa和35℃下各组分的相平衡常数列于下表。
a.最小液气比的计算
在最小液气比下N??，A关??关?0.9，
?L?V?min??关?K关?0.59?0.9?0.531
b.理论板数的计算 操作液气比VL?1.5L?V?min?1.07?0.531?0.568
A关?关键组分的吸收因子为
L0.568??0.963VK关0.59
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