【题目】在常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合物,原料中含苯0.44(摩尔分数),进料量100kmol/h,操作条件下平均相对挥发度为2.5,精馏段操作线方程为y=0.71x+0.278,提馏段操作线方程为y=1.44x-0.0044。试求:(1)塔顶馏出液组成xD和塔底釜残液的组成xw;(2)q线方程,并说明进料热状况;(3)提馏段气、液相负荷(流量)(kmol/h)。

步骤 1：确定塔顶馏出液组成xD和塔底釜残液的组成xw
根据精馏段操作线方程y=0.71x+0.278，当x=x_D时，y=x_D，代入方程求解得到xD=0.959。根据提馏段操作线方程y=1.44x-0.0044，当x=x_W时，y=x_W，代入方程求解得到x_W=0.01。

步骤 2：确定q线方程
q线方程为y=qx+(1-q)xF，其中xF为进料组成，q为进料热状况参数。根据物料平衡，精馏段和提馏段的物料平衡方程分别为：DxD=FxF-WxW和L'=V'+W，其中D为塔顶馏出液流量，W为塔底釜残液流量，L'为提馏段液相负荷，V'为提馏段气相负荷。将xD=0.959，x_W=0.01，xF=0.44代入物料平衡方程，得到D=44.4 kmol/h，W=55.6 kmol/h。将D，W，xF代入q线方程，得到q=1.371，代入q线方程得到y=1.371-2.116x。由于q>1，说明进料为气液混合进料。

步骤 3：确定提馏段气、液相负荷(流量)(kmol/h)
根据物料平衡方程L'=V'+W，将W=55.6 kmol/h代入，得到L'=178.9 kmol/h。根据提馏段操作线方程y=1.44x-0.0044，当x=x_W时，y=x_W，代入方程求解得到V'=124.2 kmol/h。