
某精馏塔分离二元液体混合物,已知进料量为100 kmol/h、进料中易挥发组分的摩尔分率为xF = 0.6,要求塔顶中易挥发组分的摩尔分率xD不小于0.9,则塔顶馏出液的最大产量为()。 A. 60 kmol/h B. 66.7 kmol/h C. 90 kmol/h D. 100 kmol/h
在这种精馏塔分离问题中,我们可以利用物料平衡来求解塔顶馏出液的最大产量。
已知条件:
进料量 F=100kmol/h
进料中易挥发组分的摩尔分率 xF=0.6
塔顶中易挥发组分的摩尔分率 xD≥0.9
我们需要计算塔顶馏出液的最大产量。
1. 总物料平衡
我们首先写出总物料的平衡:
F=D+B
其中:
D 是塔顶馏出液的流量(即我们要求的最大产量)
B 是塔底残余液体的流量
2. 组分物料平衡(易挥发组分)
对于易挥发组分的物料平衡,有:
F⋅xF=D⋅xD+B⋅xB
其中:
xB 是塔底液体中易挥发组分的摩尔分率
因为我们要求塔顶液体中的易挥发组分摩尔分率 xD 不小于 0.9,因此:
xD=0.9
假设塔底液体中易挥发组分的摩尔分率 xB 较低,我们可以假设 xB≈0 来简化计算。
3. 代入数据进行计算
根据物料平衡公式:
F⋅xF=D⋅xD
代入已知数值:
100⋅0.6=D⋅0.9
解得:
D=0.9100⋅0.6=0.960=66.7kmol/h
结论
塔顶馏出液的最大产量为 66.7 kmol/h。
因此,正确答案是 B. 66.7 kmol/h。