题目
[例 6-14 ]精馏塔用于分离乙苯-苯乙烯混合物,进料量为 /h, 其中乙苯的-|||-质量分数为0.6,塔顶、塔底产品中乙苯的质量分数分别为0.95,0.25。求塔顶塔底产品-|||-底质量流量和摩尔流量。乙苯的摩尔质量为 .2kg/mol, 苯乙烯的摩尔质量为-|||-.2kg/mol

题目解答
答案

解析
步骤 1:计算进料的摩尔流量
根据题目,进料量为 3100 kg/h,其中乙苯的质量分数为 0.6,苯乙烯的质量分数为 0.4。乙苯的摩尔质量为 106.2 kg/mol,苯乙烯的摩尔质量为 104.2 kg/mol。因此,进料的摩尔流量 $F$ 可以通过以下公式计算:
$$
F = \frac{3100 \times 0.6}{106.2} + \frac{3100 \times 0.4}{104.2}
$$
步骤 2:计算塔顶和塔底产品的摩尔流量
设塔顶产品的摩尔流量为 $D$,塔底产品的摩尔流量为 $W$。根据物料平衡,有:
$$
F = D + W
$$
塔顶产品中乙苯的质量分数为 0.95,塔底产品中乙苯的质量分数为 0.25。因此,根据质量平衡,有:
$$
F \times 0.6 = D \times 0.95 + W \times 0.25
$$
步骤 3:求解塔顶和塔底产品的摩尔流量
将步骤 1 中计算的 $F$ 值代入上述方程组,求解 $D$ 和 $W$。
步骤 4:计算塔顶和塔底产品的质量流量
根据摩尔流量和摩尔质量,可以计算塔顶和塔底产品的质量流量。
根据题目,进料量为 3100 kg/h,其中乙苯的质量分数为 0.6,苯乙烯的质量分数为 0.4。乙苯的摩尔质量为 106.2 kg/mol,苯乙烯的摩尔质量为 104.2 kg/mol。因此,进料的摩尔流量 $F$ 可以通过以下公式计算:
$$
F = \frac{3100 \times 0.6}{106.2} + \frac{3100 \times 0.4}{104.2}
$$
步骤 2:计算塔顶和塔底产品的摩尔流量
设塔顶产品的摩尔流量为 $D$,塔底产品的摩尔流量为 $W$。根据物料平衡,有:
$$
F = D + W
$$
塔顶产品中乙苯的质量分数为 0.95,塔底产品中乙苯的质量分数为 0.25。因此,根据质量平衡,有:
$$
F \times 0.6 = D \times 0.95 + W \times 0.25
$$
步骤 3:求解塔顶和塔底产品的摩尔流量
将步骤 1 中计算的 $F$ 值代入上述方程组,求解 $D$ 和 $W$。
步骤 4:计算塔顶和塔底产品的质量流量
根据摩尔流量和摩尔质量,可以计算塔顶和塔底产品的质量流量。