民國109年 第2梯次 化工丙級 學科
第11題
今有一連續操作式精餾塔,在大氣壓下此塔每小時需分離3000kg 之苯與甲苯的混合物,若進料中苯 之質量分率為0.4,塔頂產物中苯之質量分率為0.80,塔底產物中…
題目
今有一連續操作式精餾塔,在大氣壓下此塔每小時需分離3000kg 之苯與甲苯的混合物,若進料中苯 之質量分率為0.4,塔頂產物中苯之質量分率為0.80,塔底產物中甲苯之質量分率為0.80,則塔底產 物每小時為多少kg?
- (1) 1000
- (2) 1500
- (3) 500
- (4) 2000
官方答案
(4) 2000
解析
採用整體物料衡算與苯的成分衡算求解。設進料F = 3000 kg/h，塔底產物B、塔頂產物D，且B + D = 3000。進料中苯質量分率x_F,B = 0.4，苯衡算：F·x_F,B = D·x_D,B + B·x_B,B。已知塔頂苯質量分率x_D,B = 0.80，塔底甲苯質量分率0.80，故塔底苯質量分率x_B,B = 1 - 0.80 = 0.20。代入：3000×0.4 = 0.80 D + 0.20 B → 1200 = 0.80 D + 0.20 B。以D = 3000 - B代入：1200 = 0.80(3000 - B) + 0.20 B = 2400 - 0.80 B + 0.20 B = 2400 - 0.60 B，移項得0.60 B = 2400 - 1200 = 1200，B = 1200 ÷ 0.60 = 2000 kg/h。
AI 參考解析（推得答案已與官方答案比對一致），非官方公告內容，僅供備考參考。