题目

以苯为溶剂，用共沸精馏法分离乙醇水混合物制取纯乙醇。假定料液混合物中含水60%，乙醇40%，在精馏塔馏出液中含苯75%，水24%，其余为乙醇(组成均为质量分数)。若需要生产乙醇量为1000kg/h，试计算精馏中所需的苯量是多少？

以苯为溶剂，用共沸精馏法分离乙醇水混合物制取纯乙醇。假定料液混合物中含水60%，乙醇40%，在精馏塔馏出液中含苯75%，水24%，其余为乙醇(组成均为质量分数)。若需要生产乙醇量为1000kg/h，试计算精馏中所需的苯量是多少？

题目解答

答案

解题过程：

  1. 苯的物料平衡：
    $F_2 = F_3 \times 0.75$
  2. 水的物料平衡：
    $F_1 = 0.4F_3$
  3. 乙醇的物料平衡：
    $F_1 \times 0.4 = F_3 \times 0.01 + F_4$
    将$F_4 = 1000$kg/h代入，解得：
    $F_3 = \frac{1000}{0.15} = \frac{20000}{3} \approx 6666.67 \text{ kg/h}$
  4. 计算苯的流量：
    $F_2 = F_3 \times 0.75 = \frac{20000}{3} \times 0.75 = 5000 \text{ kg/h}$

答案：
精馏中所需的苯量为$\boxed{5000 \text{ kg/h}}$。