题目
例：某连续精馏塔中分离乙醇-水溶液，已知料液含30%乙醇，加料量为4000(kg/h)。要求塔顶产品含乙醇91%以上，塔底残液中含乙醇不得超过0.5%（以上均为质量分率）。试求①塔顶产量，塔底残液量（用摩尔流量表示）②乙醇的回收率。
例：某连续精馏塔中分离乙醇-水溶液，已知料液含30%乙醇，加料量为$4000\text{kg/h}$。要求塔顶产品含乙醇91%以上，塔底残液中含乙醇不得超过0.5%（以上均为质量分率）。 试求①塔顶产量，塔底残液量（用摩尔流量表示） ②乙醇的回收率。
题目解答
答案
根据物料平衡：
\[
D = \frac{1180}{0.905} \approx 1303.87 \, \text{kg/h}, \quad W = 4000 - 1303.87 = 2696.13 \, \text{kg/h}
\]
塔顶产品摩尔流量：
\[
n_D = \frac{1186.8 \times 10^3}{46} + \frac{117.07 \times 10^3}{18} \approx 32304 \, \text{mol/h}
\]
塔底残液摩尔流量：
\[
n_W = \frac{13.48 \times 10^3}{46} + \frac{2682.65 \times 10^3}{18} \approx 149329 \, \text{mol/h}
\]
乙醇回收率：
\[
\eta = \frac{1186.8}{1200} \times 100\% = 98.9\%
\]
最终结果：
1. 塔顶产量 $ D \approx 1303.87 \, \text{kg/h} $，$ n_D \approx 32304 \, \text{mol/h} $。
2. 塔底残液量 $ W \approx 2696.13 \, \text{kg/h} $，$ n_W \approx 149329 \, \text{mol/h} $。
3. 乙醇回收率 $ \eta \approx 98.9\% $。