用连续精馏塔每小时处理100 Kmol含苯 40% 和甲苯 60% 的混合物,要求馏出液中含苯90%,残液中含苯 1%(组成均以Kmol%计)。(1)馏出液和残液各多少kmol/h。(2)饱和液体进料时,已估算出塔釜每小时汽化量为132kmol,问回流比为多少?

考查要点：本题主要考查精馏过程的物料平衡计算及回流比的确定，涉及总物料平衡和组分物料平衡的应用，以及回流比与汽化量的关系。

解题核心思路：

1. 第一问：通过总物料平衡（总流量守恒）和组分物料平衡（苯的流量守恒）建立方程组，联立求解馏出液流量$D$和残液流量$W$。
2. 第二问：利用饱和液体进料（$q=1$）的条件，结合汽化量$V$与回流比$R$的关系式$V=(R+1)D$，代入已知数据计算$R$。

破题关键点：

• 总物料平衡：$F = D + W$。
• 组分平衡：苯的流量守恒方程$FX_F = DX_D + WX_W$。
• 汽化量与回流比关系：$V = (R+1)D$（仅适用于饱和液体进料）。

第（1）题

总物料平衡

根据总流量守恒：
$F = D + W \quad \text{①}$

苯的组分平衡

苯的流量守恒方程：
$FX_F = DX_D + WX_W \quad \text{②}$

代入已知数据

已知$F=100$ kmol/h，$X_F=0.4$，$X_D=0.9$，$X_W=0.01$，联立方程①和②：

1. 由方程①得：$W = 100 - D$。
2. 将$W$代入方程②：
   $100 \times 0.4 = D \times 0.9 + (100 - D) \times 0.01$
3. 展开并整理：
   $40 = 0.9D + 1 - 0.01D \\ 40 - 1 = 0.89D \\ D = \frac{39}{0.89} \approx 43.8 \, \text{kmol/h}$
4. 代入$W = 100 - D$得：
   $W = 100 - 43.8 = 56.2 \, \text{kmol/h}$

第（2）题

回流比公式

对于饱和液体进料（$q=1$），有：
$V = (R + 1)D \quad \text{③}$

代入已知数据

已知$V=132$ kmol/h，$D=43.8$ kmol/h，代入公式③：
$132 = (R + 1) \times 43.8 \\ R + 1 = \frac{132}{43.8} \approx 3.018 \\ R \approx 3.018 - 1 = 2.02$