普考申論題
109年
[化學工程] 化工機械概要
第 四 題
有一精餾塔在一大氣壓下操作，此塔進料800 kg/hr含苯與甲苯的混合液，進料中苯之質量分率為0.4。已知餾出物中苯之質量分率為0.95；餾餘物中甲苯之質量分率為0.15，且回流比為0.5，則自塔頂入冷凝器的蒸氣質量流率為多少kg/hr？（20分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
這是一道標準的精餾塔質量平衡計算題。解題關鍵在於先透過整體與成份的質量守恆（質量平衡方程式）求出塔頂餾出液（D）的流率，接著利用回流比定義找出回流量（L0），最後相加得出進入冷凝器的塔頂蒸氣流率（V）。同時須敏銳察覺題幹文字中「甲苯質量分率」的邏輯矛盾，並依據附圖修正為苯的質量分率進行計算。
精餾塔質量平衡計算
💡 利用整體及成份質量平衡求流量，再由回流比求蒸氣量。
🔗 精餾塔頂蒸氣流量推導流程
- 1 全塔質量平衡 — 列出總量與成份平衡式，求出餾出液 D。
- 2 回流比定義應用 — 由 R = L/D 公式計算回流量 L。
- 3 冷凝器物質收支 — V = L + D，加總求得進入冷凝器之蒸氣量。
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🔄 延伸學習：延伸學習：當進料熱狀態(q值)改變時，對提餾段流量的影響分析。
