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정류탑에서 50mol%의 벤젠-톨루엔 혼합액을 비등 액체 상태로 100… | [화공기사 필기] 22년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 22년 1회차
정류탑에서 50mol%의 벤젠-톨루엔 혼합액을 비등 액체 상태로 1000kg/h 의 속도로 공급한다. 탑상의 유출액은 벤젠 99mol% 순도이고 탑저 제품은 톨루엔 98mol%을 얻고자 한다. 벤젠의 액조성이 0.5일 때 평형증기의 조성은 0.72이다. 실제 환류비는? (단, 실제 환류비는 최소 환류비의 3배이다.)
1
0.82
2
1.23
3
2.73
4
3.68
해설

실제 환류비는 약 3.68이다.

포화액체로 공급되는 경우 q선은 수직선이므로, 최소 환류비는 공급조성(x=0.5)에서의 평형증기조성(y*=0.72)을 이용한 조작선 기울기로 구한다.

RminRmin+1=xD−y∗xD−xF=0.99−0.720.99−0.5≈0.551\dfrac{R_{min}}{R_{min}+1} = \dfrac{x_D - y^*}{x_D - x_F} = \dfrac{0.99-0.72}{0.99-0.5} \approx 0.551에서 Rmin≈1.227R_{min} \approx 1.227이다.

실제 환류비는 최소 환류비의 3배이므로 R=3×1.227≈3.68R = 3 \times 1.227 \approx 3.68이다.

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