我们定义以下变量: - F:进料流量(kg/h),题目给出为3500 kg/h(注意,这里的3.5t/h需要转换为kg/h,即3.5 × 1000 = 3500 kg/h)。
- XF:进料中丁二烯的质量分数(或称为摩尔分数),题目给出为98.4%。
- XD:塔顶产品中丁二烯的目标纯度,题目给出为99.2%。
- XW:塔釜中丁二烯的最大允许含量,题目给出为30%。
- W:塔底采出量(kg/h),这是我们要求解的。
物料衡算公式用于计算精馏塔中各组分的流量关系。在这个问题中,我们关心的是丁二烯的流量。物料衡算公式可以表示为:
W = F × (XD - XF) / (XD - XW)
这个公式的含义是:为了保持塔内丁二烯的物料平衡,塔底采出量W必须等于进料中丁二烯的过量部分(即F × (XD - XF))除以塔顶和塔釜中丁二烯纯度的差异(即XD - XW)。 现在我们将题目中给出的数值代入公式进行计算:
W = 3500 × (99.2% - 98.4%) / (99.2% - 30%)
= 3500 × 0.008 / 0.692
≈ 40.5 kg/h 所以,为了满足塔顶产品中丁二烯纯度>99.2%和塔釜中丁二烯含量<30%的要求,塔底采出量不应小于40.5 kg/h。
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