S'?mV0.4?0.0272??0.19 L0.0573N'OG??HOG?VKYaΩ
'
11??ln?(1?0.19)?0.19??41?0.19?1?0.98? ?HOG不变
Z'?N'OG?HOG?4.58?0.720?3.298m
24．在一吸收－解吸联合流程中，吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。入塔气体中苯
*的浓度为0.03（摩尔分数，下同），吸收操作条件下，平衡关系为Y?0.125X，吸收操
作液气比为0.2444，进塔洗油中苯的浓度为0.007，出塔煤气中苯的浓度降至0.0015，气相总传质单元高度为0.6m。从吸收塔排出的液体升温后在解吸塔内用过热蒸汽逆流解吸，解吸塔内操作气液比为0.4，解吸条件下的相平衡关系为Y?3.16X，气相总传质单元高度为1.3m。试求： (1)吸收塔填料层高度？ (2)解吸塔填料层高度？ 解：（1） 吸收塔
*Y1? 已知
y10.03??0.0311?y11?0.03 y20.0015??0.00151?y21?0.0015
Y2?
S?mV0.125??0.5115L0.2444
??Y?mX21ln?(1?S)1?S?1?S?Y2?mX2?10.031?0.125?0.007???ln??1?0.5115??0.5115??6.510.0015?0.125?0.007? 1?0.5115?
NOG?吸收塔高为 Z?NOG?HOG?6.51?0.60?3.90m （2）对于吸收塔
吸收液浓度对于解吸塔
X1?X2?V1(Y1?Y2)?0.007?(0.031?0.0015)?0.1277L0.2444
'X?X1?0.1277 2溶液进口浓度
溶液出口浓度X'1?X2?0.007
Y1'?0
A?L1??0.791Vm0.4?3.16
''X2'?X1*X1'?X1*NOL?0.1277?0?18.240.007?0
''??X2?X1*1?ln??1?A??A?''*1?A?X1?X1???
NOL?1ln??1?0.791??18.24?0.791??7.301?0.791
因为
S?11?A0.791
1.3?1.643m0.791
所以
HOL?SHOG?解吸塔塔高为
Z?NOL?HOL?7.30?1.643?11.99m
第六章 蒸 馏
1、质量分数与摩尔分数的相互换算：
（1）
甲醇-水溶液中，甲醇（CH3OH）的摩尔分数为
0.45，试求其质量分数。
（2）
苯-甲苯混合液中，苯的质量分数为0.21，试求
其摩尔分数。
解：
（1）因为 xA=0.45 所以
（2）因为 wA=0.21
wA?xAMA0.45?32??0.593xAMA?xBMB0.45?32?(1?0.45)?18
所以
2、在压强为101.3kPa下，正己烷-正庚烷物系的平衡数据如下：
t,℃ x y
30 1.0 1.0
36 0.715 0.856
40 0.524 0.770
46 0.374 0.625
50
xA?wA/MA0.21/78??0.239wA/MA?wB/MB0.21/78?(1?0.21)/92
56 0.091 0.228
58 0 0
0.214 0.449
试求：（1）正己烷组成为0.5（摩尔分数）的溶液的泡点温度及其平衡蒸汽的组成；（2）将该溶液加热到45℃时，溶液处于什么状态？各相的组成是多少？（3）将溶液加热到什么温度才能全部气化为饱和蒸汽？这时蒸汽的组成是多少？
解：由所给平衡数据做t-x-y图
（见本题附图）。
（1）当xA=0.5时，由图中读得泡点温度ts=41℃，其平衡瞬间蒸汽组成yA=0.75；
（2）当t=45℃时，溶液处于气液共存状态，此时
‘’
xA=0.38 ，yA=0.64 ； （3）由图知，将溶液加热到49℃时，才能全部汽化为饱和蒸汽，蒸汽组成为0.5 。
3、在常压下将某原料液组成为0.6（易挥发组分的摩尔分数）的两组分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
下的釜液和馏出液组成。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）简单蒸馏时 因为 D/F=1/3 所以 W/F=2/3 将y=0.46x+0.549直接代入式（6-20）
lnln(m?1)xF?bF1?lnWm?1(m?1)xW?b31(0.46?1)?0.6?0.549?ln??1.85?ln0.225?ln(0.549?0.54xW)?20.46?1(0.46?1)?xW?0.549
y?FWxF?xWDD
解之xw=0.498
由式（6-22）
WF??1?2DD其中
所以 y?3xF?2xW?3?0.6?2?0.498?0.804 （2）平衡蒸馏时 由FxF=Dy+Wx
得
与y=0.46x+0.549 联立求解，得到
x=0.509 ，y=0.783
4、在连续精馏塔中分离由二硫化碳和四氯化碳所组成的混合液。已知原料液流量为14000kg/h，组成wF为0.3（二硫化碳的质量分数，下同）。若要求釜液组成wW不大于0.05，馏出液回收率为90％。试求馏出液的流量和组成，分别以摩尔流量和摩尔分数表示。
解：
0.6?12y?x33
因为
xF?xW?wF/MA0.3/76??0.465wF/MA?(1?wF)/MB0.3/76?0.7/154 wW/MA0.05/76??0.096wW/MA?(1?wW)/MB0.05/76?0.95/154
原料液平均摩尔质量
MF=0.465×76+（1-0.465）×154=117.7kg/kmol 所以 F=14000 / 117.7=118.95 kmol/h 馏出液回收率 DxD / FxF =90% DxD=0.9×118.95×0.465=49.78 由全塔物料衡算
F=D+W 118.95=D+W
FxF=DxD+WxW 118.95×0.465=0.9×118.95×0.465+0.096W 解之 D=61.33kmol/h
故 xD=49.78 / 61.33=0.81
5、在连续精馏塔中分离苯-苯乙烯混合液。原料液量为5000kg/h，组成为0.45，要求馏出液中含苯0.95，釜液中含苯不超过0.06（均为质量分数）。试求馏出液量和釜液产品量各为多少？
解： 统一用摩尔流量及摩尔分数
0.45/78?0.5220.45/78?0.55/1040.95/78xD??0.9620.95/78?0.05/1040.06/78xW??0.07840.06/78?0.94/104
5000F??55.29kmol/h0.522?78?(1?0.522)?104所以 xF?由全塔物料衡算整理得
D?W=F-D=55.29-27.76=27.5kmol/h
6、在一连续精馏塔中分离某混合液，混合液流量为5000kg/h，其中轻组分含量为30％（摩尔百分数，下同），要求馏出液中能回收原料液中88％的轻组分，釜液中轻组分含量不高于5％，试求馏出液的摩尔流量及摩尔分数。已知MA=114kg/kmol , MB=128kg/kmol。
xF?xW0.522?0.0784F??55.29?27.8kmol/hxD?xW0.962?0.0784
解：由于
又 DxD / FxF =88% 所以 由全塔物料衡算
F=D+W 40.39=D+W
FxF=DxD+WxW 40.39×0.3=0.88×40.39×0.3+0.05W 解之 D=11.31kmol/h
所以
7、在一连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液，要求馏出液中苯的含量为0.97（摩尔分数），馏出液量6000kg/h，塔顶为全凝器，平均相对挥发度为2.46，回流比为2.5，试求：（1）第一块塔板下降的液体组成x1；（2）精馏段各板上升的蒸汽量及下降液体量。
解：（1）因塔顶为全凝器，所以 y1=xD=0.97
由
F?5000?40.39kmol/h0.3?114?0.7?128
xD?0.88FxF0.88?40.39?0.3??0.943D11.31
y1??x11?(??1)x1 得
x1?y10.97??0.929??(??1)y12.46?1.46?0.97
6000D??76.51kmol/h0.97?78?0.03?92（2）
L=RD=2.5×76.51=191.3kmol/h
V=（R+1）D=（2.5+1）×76.51=267.8kmol/h
8、连续精馏塔的操作线方程如下：
精馏段：y=0.75x+0.205 提馏段：y=1.25x-0.020