第五章 蒸馏
1、已知苯—甲苯混合液中苯的质量分率为0.25，试求其摩尔分率和混合液的平均分子量。 解：1=+B A αα 苯：28.092
/75.078/25.078/25.0///=+=
+=
B
B A
A A
A A M
M
M x ααα
甲苯：72.092
/75.078/25.092
/75.0///=+=
+=
B
B A
A B
B B M
M
M x ααα
平均分子量：)/(08.889272.07828.0kmol kg M
x M
x M B
B A
A =⨯+⨯=+=
2、（1）含乙醇0.12（质量分数）的水溶液，其摩尔分率为多少？
（2）乙醇—水恒沸物中乙醇含量为0.894（摩尔分率），其质量分率为多少？ 解：（1）051.018
/88.046/12.046/12.0///=+=
+=
B
B A
A A
A A M
M
M x ααα
（2）1=+B A x x 956.018
)894.01(46894.046
894.0=⨯-+⨯⨯=
+⋅=
B
B A
A A
A A M
x M
x M x α
3、苯—甲苯混合液在压强为101.33kPa 下的t-x-y 图见本章图5-1，若混合液中苯初始组成为0.5（摩尔分率），试求：
（1）该溶液的泡点温度及其瞬间平衡气相组成；
（2）将该混合液加热到95℃时，试问溶液处于什么状态？各项组成为若干？ （3）将该溶液加热到什么温度，才能使其全部气化为饱和蒸气，此时的蒸气组成为若干？
解：（1）泡点为92℃，75.0=A y ，25.075.011=-=-=A B y y （2）95℃溶液处于气液共存区，65.041.0==A A y x ， （3）将该溶液加热到98℃时，溶液全部气化为饱和蒸气。 此时气相中轻组分含量为0.5。
4、苯—甲苯混合液中苯的初始组分为0.4（摩尔分率，下同），若将其在一定总
压下部分汽化，测得平衡液相组分为0.258，气相组成为0.455，试求该条件下的气液比。 解：由题意可得：
F
W D Fx Wx Dx F W D =+=+
即F W D 4.0258.0455.0=+ 设原料量F=1mol 解得：197
.0142.0=
D ,197
.0055.0=
W ∴气液比
58
.2055
.0142.0==
W
D
5、某两组分理想溶液，在总压为26.7kPa 下的泡点温度为45℃，试求气液平衡组成和物系的相对挥发度，设在45℃下，组分的饱和蒸气压为
kPa
P kPa P B A 88.98.290
==，。
解：根据泡点方程，得
16
.084.01184
.088
.98.2988.97.26000=-=-==--=
--=
A B B
A
B A x x P
P P P x
根据露点方程，得
06
.094.01194
.084.07
.268.290
=-=-==⨯=
=
A B A A A y y x P
P y
又由00
B
A P
P =
α得 02
.388
.98.29==
α
∴气相中轻组分含量为0.94，重组分含量为0.06；液相中轻组分含量为
0.84，重组分含量为0.16；物系的相对挥发度为3.02。
6、在连续精馏塔中分离二硫化碳（A ）和四氯化碳（B ）混合液，原料液流量为
1000kg/h ，
组成为0.30（组分A 质量分数，下同），若要求釜残液组成不大于0.05，馏
出液中二硫
化碳回收率为90%，试求馏出液流量和组成(组分A 的摩尔分率)。 解：二硫化碳的分子质量为76kg/kmol ，四氯化碳的分子质量为154kg/kmol ，
原料液组成（摩尔分率）为46
.0154
/7.076/3.076/3.0=+=
F x
原料液的平均分子质量为)/(2.11815454.07646.0kmol kg M F =⨯+⨯= 原料液摩尔流量为)/(47.82.1181000h kmol F ==
釜残液组成为096
.0154
/9576/576/5=+=
W x
由全塔物料衡算可得：
总物料：47.8=+=W D F （1） 易挥发组分A ：W F F Wx Fx Fx +=η （2）
代入上式（2）得：096.046.047.89.046.047.8⨯+⨯⨯=⨯W 解得：)/(06.4h kmol W =
)/(41.406.447.8h kmol W F D =-=-=∴ 80.041
.49
.046.047.8=⨯⨯=
=
D
Fx x F D η
7、在常压连续精馏塔中分离某两组分理想溶液，原料液流量为300kmol/h ，组成为0.35（易挥发组分的摩尔分率，下同），泡点进料。馏出液组成为0.90釜残液组成为0.05，操作回流比为3.0，试求： （1）塔顶和塔底产品流量，kmol/h ；
（2）精馏段与提馏段的上升蒸气流量和下降液体流量，kmol/h 。 解：（1）由全塔物料衡算得：
W
D F Wx Dx Fx W D F +=+= 即
05
.09.035.0300300⨯+⨯=⨯+=W D W
D
解得：
h
kmol W h kmol D /194/106==
（2）由操作回流比3.0可知
