１１/９の授業で課題に関する注意点を言っていた。
・問題文を書く習慣をつける（図は省略してもよい）
   ⇒問題の意味をしっかり把握。解答に使う数値を明記
・単位を必ず書く
・問題で聞かれているものを解答の最後に明記
　 ⇒たとえば留出液量Dを問うた問題で還流液と塔頂蒸気量を
　　 書いても不可。
・有効数字で答える
・問題番号を明記する（演習４−１の類）

・成績は試験６割、宿題４割


第6回(たぶん1月11日提出)

ノート 

以下数字が不安
教科書の例題と同じ数字を用いると言っていたのに何か違う・・・




(１)図において、フィード液の温度は２０℃から何度に変化するか？
(２)全体の熱収支バランスからリボイラーの熱交換量を算出せよ
(３)運転費を算出せよ
(４)熱交換しない場合と比較してどちらが経済効果があるか。その原因は？
    ただし、本来であればフィードの熱交換をしない場合(こちら)と比べると
    エンタルピーや機器コスト(リボイラーなど)が変化するはずだが、
　　本問題ではしないものとして考える。



<先生からのヒント>
　通常の蒸留塔との違いはフィードを塔底液の熱を利用して加熱してから
蒸留塔に入れる点である。
それ以外は通常の蒸留塔と全く同じである。
たとえばリボイラーに入る塔底液の温度は61.6℃のままであり、
それ以外のリボイラーに入らなかった塔底液がフィードに熱を与える。

(１)に関しては、図の点線で囲った部分の熱収支を考えて算出する。
ちなみに図の点線は管理人が勝手に書いたものなのでレポートには書かない方がいい。

塔底液Ｗが61.6℃→35℃に冷却されるときに、
Ｗのもっている熱量の減少量とフィードの熱量の増加量と等しくなる。
Ｗの持っている熱量の減少量は温度がわかっているため計算できる。
したがって、等式を解くとフィードの加熱後の熱量ＱＦがわかるので、
ＱＦを流量Ｆで割ることでフィードのエンタルピーがわかる。
エンタルピーから教科書の資料5の2を用いて温度を読み取る。
ちなみに３４〜３５℃くらいになるらしい。

(２)に関しては、二回目の課題の時のようにやればよい。
(３)は教科書４１ページの通りにやればいい。
(４)は、ほぼ答えであるが、フィードを加熱してから蒸留塔にいれることで、
QFが上昇して、蒸留塔内の熱量が全体的に上昇する。
(要注意：直接的に上がるのはフィード段の温度。)
これにより塔底液をリボイラーのスチームで加熱して蒸留塔に戻す際に
加熱しなければならない温度が減少する。
すなわち、Qout=QF+QRの熱収支より
QFが増加することで、QRが小さくて済むのである。
これにより、より少ないスチーム量で蒸留することができるようになる。
(教科書４１ページによると運転費の中でスチームのコストが最も高いといえる)

また、ノートにはフィードとの熱交換により塔底液が冷却されることが
省エネにもなるといったことが書いてあるが？？



計算結果












第5回(12月7日提出)

演習４−３ 

問題１：教科書24ページ 演習4-4




上の蒸留塔の熱収支をとり、コンデンサー、李ボイラーの熱量を求めなさい。
Hはエンタルピー、サフィックスFはフィード、Vは塔頂蒸気、Lは塔頂抜き出し液
および還流液、Wは塔底液を示す。




当ってるのか熱収支の計算

※ちなみに教科書23っぺーじ(2)の熱収支の計算では演習3-1で使っている
エントロピーを用いている。
※かなりちなみにエクセルシートでのリボイラー蒸気量の算出は
リボイラーデューティー÷
(リボイラー蒸気61.6℃でのエンタルピー423(kJ/kg)−リボイラー液エンタルピー170)
により求めている。この423は教科書巻末の資料5の2参照。仕方なく60℃での
エンタルピーを使っている？。
教科書26頁(2)参照。





問題２：教科書27ページ 演習4-5

蒸留塔の回収部(塔底部)での気体密度ρv(kg/m3)を求めよ。
ただし圧力を2.13MPa・G、温度を61.6℃とする。
また、C=3、C3濃度をそれぞれ20mole%、80mole%とする。


ここでMPa・Gはゲージ圧力であり、1気圧0.1013MPaを0としている。
したがって、2.13MPa・Gは(2.13+0.01013)MPaAである。(AはAbsolute)
この問題では26頁に載っている濃縮部(塔頂)での気体密度の算出とちがって
2成分であることに注意する。
2成分では分子量、臨界温度、臨界圧力がそれぞれ異なってくる。
２成分それぞれの臨界温度と臨界圧力を
表４-１-１(教科書10ページ)から読み取る。
そこから対臨界温度Pr、対臨界圧力Trを算出し、
あとは2成分であることに注意して資料通りにやれば気体密度が求まる。
2成分系に関しては講義でそこまで触れていない感じがする。


ちなみに液密度はρL=428(kg/m3)である。


















第4回(たぶん11月30日提出)

演習４−３ 

R=１４、あるいはR=２０近辺を選んだ場合、どのような問題が生じると
考えられるか。また、そのことから、環流比として17を選択した理由を
説明しなさい。

（授業中に言っていたヒント）
教科書22ページ図4-6-3は横軸が環流比R、縦軸が理論段数Sのグラフである。
いま、環流比Rが増えるということは還流液の量が増大するということである。
すなわち環流液に対して塔底でのリボイラーがださなければいけないスチーム量が
増大することを意味している。また、たとえば蒸留液の組成が得たいものより
若干変化してしまった場合に、環流液が大きい場合は大量の還流液
を流さなければいけないことになり、これは非経済的であるともいえる。
それに対して、Rが小さい時というのはそういった心配はないが、図4-6-3を
みるとわかるように環流比Rが少し変化してしまうと
急激に対応する理論段数Sが変化してしまう。
しかし、実際は理論段数を減らすことはできないので
これは蒸留液の組成の誤差という結果になってしまう。
したがって、環流比Rを低く設定すると環流比の変化がほとんど許されない
ということになってしまう。
以上のことからRが大きいと経済性が悪く、Rが小さいと操作性に問題がある
ということがいえる。
ただし、これは答えではなくヒントだと言っていた。
重要なのは各自自分で考えることであり、そういった積み重ねをしなければ
将来現場で仕事できないということであった。
















第3回（11月16日提出）

教科書16ページ　演習4-2

間違えているかもしれません！！
下記の方法が教科書に書いてあった方法と少しだけ違うみたいです。＞＜
違うのはheavy key componentとしているものが
下ではプロパンであるが、教科書では仮定しない方も一つずらして
プロピレンとしている。そうするべきかもしれません＞＜ 


最小理論段数に関する式、Fenskeの式において重要となるのは
塔頂液での最も高沸点の（重い・heavy）成分hーすなわちぎりぎり留出した成分
塔底液での最も低沸点の(軽い・light)成分lーぎりぎり留出しないでいる成分
だけである。

演習4-2で取り上げている蒸留塔ではhはプロパンC3、lはイソプロピレンC3であった。
これにより、それぞれの量とKvalueからSmを52.58段と求めた。
しかし、本問では本当に塔底液で最も軽い成分がイソプロピレンであり、
メタンC2が塔底までいかなかったかを示す。

<ヒント>
仮にメテンC2がlであったとする。
その時、最小理論段数Smは以下の式（Fenskeの式）は以下にかける。




ここで塔底液中のC2量を適当にW(kg-mol/h)などとおく。
これと表４−４−１のC2、C3の量、
およびK-value、Sm＝52.58を代入することでWが求められる。
ただし、塔頂液中のC2量が表４−４−１のものよりもW分だけ減少することに気をつける。








第2回(たぶん11月9日提出)

問題１：教科書9ページ 演習3-1




（１）上の蒸留塔での物質収支をとり、塔底抜き出し液Ｗの量を求めよ。

（２）熱収支をとり、リボイラーのデューイを求めよ。

(※QcはL,Dとエンタルピーからもとめることができ、
熱収支によりリボイラーのデューイも求められる)







問題２：教科書11ページ 演習4-1





上の蒸留塔の物質収支をとり、F、Wを求め、留出液Dの組成を求めよ

(※C2は塔頂にしかいかない、すなわちWにはC2は含まれないことから、C2の物質収支に注目)



熱収支の計算にはこれを







第1回(10月19日提出)




問題

図１においてＦ＝ベンゼン、トルエン合計１０，０００kg/hである。

その時、原料Ｆ、留出液Ｄ、缶出液Ｗのベンゼン、トルエン組成が

以下のようである時、Ｄ、Ｗの量を求めよ。


Ｆ：ベンゼン６０ｗｔ％、トルエン４０ｗｔ％

Ｄ：ベンゼン９５ｗｔ％、トルエン５ｗｔ％

Ｗ：ベンゼン１５ｗｔ％、トルエン８５ｗｔ％