xW?y2?0.550.45?0.693?0.550.45?0.318 （3分）
(2) D?5、（15分）
F(xF?xW)xD?xW?100?(0.4?0.318)0.84?0.318?15.7kmol/h （4分）
组成为xF?0.45的原料以汽液混合状态进入精馏塔，其中气液摩尔比为1?2，塔顶，塔顶易挥发组分回收率为95%，回流比R?1.5Rmin，塔xD?0.95（以上均为摩尔分率）
釜间接蒸汽加热，相对挥发度??2.5，试求： (1)原料中汽相和液相组成； (2)列出提馏段操作线方程；
解：(1)设原料中汽相组成为ye，液相组成为xe，则
2?1y??3e3xe?xF? ? 将xF?0.45，??2.5代入得：
?xe?ye?1?(??1)xe??2?1y??3e3xe?0.45? ?解之得：xe?0.375 ye?0.6 （5分）
2.5xe?ye?1?1.5xe??(2) q?23 Rmin?xD?yeye?xeDF?0.9?50.6?0.6?1.55 6R?1.5Rmin?1.5?1.556?2.334 0.3750.450.?95?0.95?DxDFxF?0.95 ??0.9?5xFxD? .450DxDFxF''?WxWFxF?1
WxWFxF?1?DxDFxF?0.0 5 （5分）
LV?RD?qF(R?1)D?(q?1)F0.05FxFR?(R?1)?DFDF?q??(q?1)2.334?0.45?3.334?0.45?(?23?1)?0.0193 ?1)23?1.47
WxWV'?0.05xF(R?1)DF?(q?1)0.05?0.453.334?0.45?(23(R?1)D?(q?1)F?提馏段操作线方程为：y?LV''x?WxWV'?1.47x?0.0193 （5分）
13
6、（15分）
在一连续常压精馏塔中分离某理想混合液，xD?0.94，XW=0.04。已知此塔进料q线方程为y?6x?1.5y，采用回流比为最小回流比的1.2倍，混合液在本题条件下的相对挥发度为2，求：
（1）精馏段操作线方程。
（2）若塔底产品W＝150kmol/h，求进料量F和塔顶产品量D。 （3）提馏段操作线方程。 解：（1）由q线方程 ?qq?1?6,xFq?1?1.5?q?1.2,xF?0.3联立方程 y?2x1?x与 y?6x?1.5
得 xq?0.333,yq?0.5Rmin?xD?yqyq?xq?0.94?0.50.5?0.333?2.635
R?1.2Rmin?1.2?2.635?3.162
y?RR?1x?xDR?1?0.76x?0.226 （5分）
?F?D?W（2）?
Fx?Dx?WxDW?FD=60.94kmol/h F=210.94kmol/h （5分） （3）
V???R?1?D??q?1?F?60.94?4.162??1.2?1??210.94?285.8kmol/hL??L?qF?RD?qF?60.94?3.162?1.2?210.94?445.8kmol/h
y??L?V?x?wxWV??1.507x?0.0203 （5分）
7、（15分）
一常压连续操作的精馏塔，用来分离苯和甲苯混合物。混合物含苯0.6摩尔分率，以100Kmol/h流量进入精馏塔，进料状态为气液各占50%摩尔数，操作回流比为最小回流比的
1.5倍；要求塔顶馏出液组成为0.95(苯的摩尔分率，下同)，塔底釜液组成为0.05。在操作条件下，苯和甲苯的相对挥发度为2.5。试求： （1）塔顶和塔底产品量； （2）最小回流比；
（3）精馏段操作线方程； （4）提馏段操作线方程。
14
?F?D?W解：（1）由 ??D?FxF?Dx
WWx?100?(0.6?0.5)0.95?0.05?61.11kmol/h
得D?F(xF?xW)xD?xWW?F?D?100?61.11?38.89kmol/h （4分）
（2）由题可知：q?0.5
q线方程为：y?0.5xxF0.5?1?0.5?1
y??x?1.2 ①
平衡线方程为：y??x1?(??1)x
y?2.5x1?1.5x ②
令①=②并化简得：1.5x2?1.7x?1.2?0 求得q线与平衡线交点：
xq?0.492，yq?0.708
?RxD?yq0.95?0.708min?y q?x?q0.708?0.492?1.12 （3）R?1.5Rmin?1.5?1.12?1.68
ynxDn?1?Rx(R?1)?(R?1)?1.68xn0.951.68?1?1.68?1 yn?1?0.627xn?0.354（4）L'?L?qF?RD?0.5F?1.68?61.11?0.5?100?152.66
V'?V?(q?1)F?D(R?1)?(0.5?1)?100?113.77V
'yxmm?1?LV'?WxWV'?152.66xm0.05?38.89113.77?113.77
ym?1?1.34xm?0.017 8、（15分）
一连续精馏塔，泡点进料。已知操作线方程如下： 精馏段 y?0.8x?0.1 7
15
5分）
3分）3分）（ （
（
提馏段 y?1.3x?0.0 1求原料液、馏出液、釜液组成及回流比。 解：由精馏段操作线方y?RRR?1x?1R?11xD?22?1x?12?1?0.9?0.667x?0.3
xD?0.17，得2xD?0.86 5分
R?1将提馏段操作线方程与对角线方程y?x联立
R?1?0.8，得R?4；
?y?1.3x?0.018 解得x?0.06，即xw?0.06 5分 ??y?x将两操作线方程联立
?y?0.8x?0.172 解得x?0.38 ?y?1.3x?0.018?因是泡点进料，q?1，q线垂直，两操作线交点的横坐标即是进料浓度， ∴xF?0.38 5分
9、（15分）
用一连续精馏塔分离由组分A、B所组成的理想混合液。原料液中含A 0.44，馏出液中含A 0.957（以上均为摩尔分率）。已知溶液的平均相对挥发度为2.5，最小回流比为1.63，说明原料液的热状况，并求出q值。
解：采用最小回流比时，精馏段操作线方程为 yn?1?1.631.63?111.63?1RminRmin?1xn?1R?1xD
即y?x??0.957?0.62x?0.364 5分
由相平衡方程 y??x1?(??1x)，
得y?2.5x1?(2.5?1)x?2.5x1?1.5x 5分
2??y?0.6x?联立两方程 ?2.5xy??1?1.x5?0.3647y?0.592 ， 解得 x?0.36，
此点坐标（0.367，0.592）即为(xq,yq)。
因xF?0.44，即xq?xF?yq，说明进料的热状况为气液混合进料。 由q线方程 y?qq?1qq?1xF，
x? 16