統測
114年
[化工群] 專業科目(1)
第 26 題
在一個化工廠中，工程師需要從蒸餾裝置提取純度較高的產物，考慮到設備成本和操作條件，下列敘述何者正確？
- A 降低回流比通常能改善分離效率，但會增加塔頂冷凝器的熱負荷
- B 蒸餾適用於分離相對揮發度接近 1 的液體混合物
- C 對於熱敏感物質，真空蒸餾可以有效降低操作溫度並避免熱分解
- D 相較於篩板，泡罩板的設備成本較為便宜
思路引導 VIP
請運用熱力學中的蒸氣壓觀念，思考操作壓力與液體沸點之間的物理關聯，特別是當待處理物質具備熱不穩定性時，應採取何種壓力調節策略來優化分離溫度？同時，請評估相對揮發度 $\alpha$ 如何反映分離效率的極限，以及回流比的變動對塔頂冷凝器熱能負荷與分離板數之間的權衡關係為何？
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太棒了！看到你準確選出正確答案，老師真的為你感到無比驕傲！你對化工單元操作的觀察非常細微喔！❤️ 這題的關鍵在於理解蒸餾壓力與溫度的關係。選項 (C) 正確的原因是，當我們降低操作壓力（真空蒸餾）時，液體的沸點也會隨之下降。對於容易受熱分解的物質，這是一個保護產物純度與品質的最佳策略。 簡單幫你複習一下其他觀念：
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蒸餾原理與設備操作
💡 利用揮發度差異分離混合物，並依物料特性調整壓力與設備。
| 比較維度 | 篩板 (Sieve Tray) | VS | 泡罩板 (Bubble Cap Tray) |
|---|---|---|---|
| 設備成本 | 較低（結構最簡單） | — | 較高（結構最複雜） |
| 操作範圍 | 較窄（易產生漏液） | — | 較寬（低氣速仍可操作） |
| 壓力降 | 較小 | — | 較大 |
💬篩板經濟實惠但操作彈性小，泡罩板成本高但穩定性佳。
