톨루엔 속에 녹은 40%의 이염화에틸렌용액이 매 시간 100mol씩 증… | [화공기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[화공기사 필기] 16년 3회차
톨루엔 속에 녹은 40%의 이염화에틸렌용액이 매 시간 100mol씩 증류탑 중간으로 공급되고 탑 속의 축적량 없이 두 곳으로 나간다. 위로 올라가는 것을 증류물이라 하고, 밑으로 나가는 것을 잔류물이라 한다. 증류물은 이염화에틸렌 95%를 가졌고 잔류물은 이염화에틸렌 10%를 가졌다고 할 때 각 흐름의 속도는 약 몇 mol/h 인가?
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D=0.35 B=0.64
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D=64.7 B=35.3
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D=35.3 B=64.7
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D=0.64 B=0.35
해설
전체 수지와 성분 수지를 연립하면 증류물 D = 35.3 mol/h, 잔류물 B = 64.7 mol/h 이다.
그림처럼 공급 F = 100 mol/h(이염화에틸렌 xF = 0.40)가 탑 중간으로 들어가 위로 증류물 D(xD = 0.95), 아래로 잔류물 B(xB = 0.10)로 나가고 탑 안 축적은 없다.
전체 수지: D + B = 100
이염화에틸렌 수지: 0.95D + 0.10B = 0.40 × 100 = 40두 식을 풀면
D = 100(0.40 − 0.10)/(0.95 − 0.10) = 30/0.85 = 35.3 mol/h
B = 100 − 35.3 = 64.7 mol/h
두 흐름의 합이 공급량 100 mol/h가 되어야 하므로 0.35·0.64 같은 소수 값은 유량(mol/h)으로 성립하지 않고, D와 B를 맞바꾼 조합은 성분 수지 0.95×64.7 + 0.10×35.3 = 65.0 ≠ 40 이 되어 맞지 않는다.
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