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?ブタジエン塔の投入量は3.5t/hで、そのうちブタジエンの含有率は98.4%である。塔頂の製品におけるブタジエンの純度は99.2%以上、塔底のブタジエン含有率は30%未満でなければならない。この条件を満たすために、塔底からの抽出量は少なくともいくら必要か??? 解:物質収支の式 W = F × (XD – XF) / (XD – XW) = 3500 × (99.2 – 98.4) ÷ (99.2 – 30) = 40.5(kg/h) ??????答:塔底からの抽出量は40.5kg/h未満であってはならない。、あの大神に説明してもらえませんか。ありがとうございます
以下の変数を定義する:F:供給流量(kg/h)、問題では3500 kg/hと与えられている(なお、ここでの3.5t/hはkg/hに変換する必要があり、3.5 × 1000 = 3500 kg/hとなる)。 XF:フィード中のブタジエンの質量分率(またはモル分率)で、問題では98.4%と与えられている。 XD:タワートップ製品におけるブタジエンの目標純度で、問題では99.2%と示されている。 XW:タワー釜内のブタジエンの最大許容含有量で、問題では30%と示されている。 W:タワー底部の採取量(kg/h)、これが私たちが求めるものです。 物質収支式は、蒸留塔内の各成分の流量関係を計算するために用いられる。この問題において、私たちが関心を持っているのはブタジエンの流量です。物質収支式は次のように表すことができる:W = F × (XD - XF) / (XD - XW)。この式の意味は、塔内のブタジエンの物質収支を保つために、塔底からの抽出量Wは、供給されるブタジエンの過剰分(すなわちF × (XD - XF))を、塔頂および塔底におけるブタジエンの純度の差(すなわちXD - XW)で割った値に等しくなければならない、というものである。ここで、問題文に示されている数値を式に代入して計算します:
W = 3500 × (99.2% - 98.4%) / (99.2% - 30%) = 3500 × 0.008 / 0.692 ≈ 40.5 kg/h
したがって、塔頂の製品におけるブタジエンの純度が99.2%以上であり、塔底のブタジエン含有量が30%未満という要件を満たすためには、塔底からの抽出量は40.5 kg/h以上でなければなりません。