地特三等申論題
105年
[化學工程] 化學程序工業(包括質能均衡)
第 十 題
十、某一蒸餾塔之進料量 F 為 1000 mol/h，成分（mol%）為：30% Propane（C3）、20% Isobutane（iC4）、30% Isopentane（iC5）、20% Normal pentane（C5）；塔頂產物（Distillate, D）含括所有 C3 及四成之 iC5 進料，且 iC4 成分占 30%；塔底產物（Bottoms, B）則含括所有的 C5 進料。試先列出此問題的變數、平衡方程式、給定的已知數據或條件，接著計算此問題之自由度，最後再分別求出塔頂、塔底之流量及組成。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
解決此類蒸餾塔物料衡算問題，首要步驟是明確定義系統變數（建議使用各成分莫耳流量，可避免莫耳分率加總為1的冗餘計算），並列出獨立的質量平衡方程式。接著透過整理給定的進料條件與塔頂/底分離要求，計算自由度確認是否為0，最後依序解出未知數即可得出各物流的流量與組成。
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【解題關鍵】確立系統之成分莫耳流量為變數，依據質量守恆定律進行物料衡算（Mass Balance），並透過自由度分析（Degrees of Freedom Analysis）確認系統可解性。 【解答】 計算：
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