x2B?x4B?x6BBB20.11631.872??0.002x3B?3??0.538B59.188B59.188；

BB425.700.50??0.434x5B?5??0.008B59.188B59.188； BB0.300.70?6??0.005x7B?7??0.012B59.188B59.188；

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?序 号 组 分 Ki αi3 分 zi 0.58 xiD xiB Di Bi 0.338 0.828 / 33.8 0.116 31.872 25.70 0.50 0.30 0.70 0.139 0.002 5.684 0.434 / 0.008 / 0.005 / 0.012 / 0.332 0.033 0.538 1.328 0.257 / 0.005 / 0.003 / 0.007 / 1.000 1.000 1.000 40.812 59.188 KiKH计算各组分的相对挥发度，结果列表。 1 H2 / / lg[2 CH4 1.7 3 4 5 0.50 6 0.20 7 0.70 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4 33.2 25.7 0.28 0.18 0.033 0.022 0.004 xiF/摩尔% 33.8 5.8 6.071 1.0 0.643 0.118 0.079 0.014 Nm?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??i3m3BiB3和Fi?Di?Bi分别计算组分4、5、6、7的分布。

对组分4：

D41.328NmD3??4?0.6433.92?0.0074；而25.7?B4B331.872D4?B4

由此计算得D4?0.189；B4?25.511 对组分5：

D5D31.328m??iN?0.1183.92?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 分 zi xiD 22

xiB Di Bi H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4 0.338 0.824 / 0.58 33.8 0.116 31.872 25.511 0.50 0.30 0.70 0.139 0.002 5.684 0.332 0.032 0.540 1.328 0.257 0.005 0.432 0.189 0.005 / 0.003 / 0.007 / 0.008 / 0.005 / 0.012 / 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。

lg[xbDxcB]lg[0.480.48]xcDxbB0.020.02?1.91 ?lg?bclg2.5xiD 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 采用Fenske公式计算最少理论板数：Nm?采用Underwood法计算最小回流比：??ixFi?x?1?q；Rm??iDi?1

?i???i??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

F(?)???ixFi5?0.252.5?0.251?0.250.2?0.25?1?q?????1?1??0.02?0?i??5?1.32.5?1.31?1.30.2?1.3F?(?)???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)2F(?n)?0.02?1.3??1.302F?(?n)?9.175

?n?1??n?F(?)?Rm??

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

?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??0.194R?11?1R?1由题意，，查吉利兰（Gilliland）关联图

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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。

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℃

000时各饱和蒸汽压：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)]??0.502524

S12?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)]?0.3836

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，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？

S12?2.419?1

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?A1

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 S12?5.666?1

CH4 C2H4 C2H6 C3H6 i-C4H10 ∑ 0.132 0.3718 0.3020 0.097 0.084 0.0132 1.000 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

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