精馏分离某理想混合液，已知：操作回流比为3.0，物系的相对挥发度为2.5，x...

问答题精馏分离某理想混合液，已知：操作回流比为3.0，物系的相对挥发度为2.5，x_D=0.96。测得精馏段第二块塔板下降液体的组成为0.45，第三块塔板下降液体组成为0.4（均为易挥发组分的摩尔分数）。求第三块塔板的气相单板效率。

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1.问答题 在连续精馏塔中分离一理想溶液，原料液轻组分含量为0.5（摩尔分数，下同），泡点进料。塔顶采用分凝器和全凝器。分凝器向塔内提供泡点温度的回流液，其组成为0.88，从全凝器得到塔顶产品，其组成为0.95。要求易挥发组分的回收率为96%，并测得离开塔顶第一层理论板的液相组成为0.79。试求：
（1）操作回流比为最小回流比的倍数；
（2）若馏出液流量为50kmol/h，求所需的原料液流量。

参考答案：

2.问答题 一个只有提馏段的精馏塔，组成为0.5（摩尔分数，下同）的饱和液体自塔顶加入，若体系的相对挥发度为2.5，塔底产品组成控制为0.03，当塔顶回流比为0.27时，求：
（1）塔顶组成的最大可能值；
（2）若要求塔顶产品组成达到0.8，回流比至少为多少？

参考答案：

3.问答题 用仅有两块理论塔板的精馏塔提取水溶液中易挥发组分，流率为50kmol/h的水蒸气由塔釜加入。温度为20℃，组成为0.2、流率为100kmol/h的料液由塔顶加入。气液两相均无回流。已知料液泡点为80℃，平均定压比热容为100kJ/（kmol·℃），气化潜热为40000kJ/kmol。若汽液平衡关系为y=3x，试求轻组分的回收率。

参考答案：

4.问答题 用连续精馏塔分离含甲醇0.20（摩尔分数，下同）的水溶液，希望得到含甲醇0.96和0.5的溶液各半，釜液浓度不高于0.02。回流比2.2，泡点进料。试求：
（1）所需理论板数及加料口、侧线采出口的位置；
（2）若只从塔顶取出0.96的甲醇溶液，问所需理论板数比（1）多还是少？

参考答案：

5.问答题 常压下采用连续精馏塔分离甲醇-水溶液，进料浓度为0.5，希望得到塔顶产品的浓度为0.9，塔釜残液浓度≤0.1（以上均为摩尔分数）。泡点进料，操作回流比为2.0，采出率D/F=0.5，求以下二种情况下的操作线方程及所需理论板数：
（1）塔釜采用间接蒸气加热；
（2）釜中液体用水蒸气直接加热。

参考答案：

采用间接蒸汽加热精馏段操作线方程

6.问答题用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合液。进料液中含苯0.4（质量分数，下同），要求馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02，操作回流比为2.0，泡点进料，平均相对挥发度为2.5。使用捷算法确定所需的理论塔板数。

参考答案：

先将质量分数换算为摩尔分数：

7.问答题在连续精馏塔中分离含甲醇0.3（摩尔分数，下同）的水溶液，以便得到含甲醇0.95的馏出液和0.03的釜液。操作压力为常压，回流比为1.0，泡点进料，试求最小回流比R_min。

参考答案：

8.问答题 用一连续操作的精馏塔分离丙烯-丙烷混合液，进料含丙烯0.8（摩尔分数，下同），常压操作，泡点进料，要使塔顶产品含丙烯0.95，塔釜产品含丙烷0.95，物系的相对挥发度为1.16，试计算：
（1）最小回流比；
（2）所需的最少理论塔板数。

参考答案：

9.问答题 在连续精馏塔中分离含甲醇0.3（摩尔分数，下同）的水溶液，以便得到含甲醇0.95的馏出液和0.03的釜液。操作压力为常压，回流比为1.0，泡点进料，若原料液温度为40℃，求所需理论板数及加料板位置。

参考答案：甲醇-水平衡数据得泡点温度为78℃。
查得：r_甲醇=36167kJ/kmol，r

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10.问答题 用一连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，原料中含苯0.4（摩尔分数，下同），要求塔顶馏出液中含苯0.97，釜液中含苯0.02，若原料液温度为25℃，求进料热状况参数q为多少？若原料为气液混合物，气液比为3：4，q值为多少？

参考答案：

由附图所示的苯-甲苯t-x-y图得泡点温度为94.5℃。