平成25年度 問32

ベンゼン70 mol%－トルエン30 mol%の混合液を85 kmol h^-1で供給し、連続精留を行う。軽質成分は、塔頂からの留出液として98 mol%、塔底からの缶出液として3 mol%の液を製品として得る場合、留出液量に最も近い値はどれか。
ただし、ベンゼンとトルエンの標準沸点をそれぞれ353.2 K、383.8 Kとする。

1. 30 kmol h^-1
2. 40 kmol h^-1
3. 50 kmol h^-1
4. 60 kmol h^-1
5. 70 kmol h^-1

解答解説

正答は4番です。

標準沸点より、沸点が低いベンゼンが軽質留分となります。

ベンゼン70 mol%－トルエン30 mol%の混合液が85 kmol h^-1で供給されているため、
ベンゼン：85×0.7＝59.5 kmol h^-1
トルエン：85×0.3＝25.5 kmol h^-1

同様の計算を留出液と缶出液に対して行います。留出液と缶出液の流量はそれぞれx、yとします。

留出液と缶出液で等式を作り、連立方程式を解きます。
0.98x+0.03y＝59.5
0.02x+0.97y＝25.5

よって、留出液量 x＝59.94です。