2022년03월05일 47번

실제 환류비는 최소 환류비의 3배이므로, 최소 환류비를 구해야 한다.
먼저, 탑상의 벤젠 순도는 99mol%이므로, 탑저의 톨루엔 순도는 1-0.99=0.01mol%이다.
따라서, 탑저에서 톨루엔의 회수율은 98mol%이므로, 탑저의 톨루엔 회수율은 0.98×0.01=0.0098mol%이다.
또한, 벤젠의 액조성이 0.5일 때 평형증기의 조성은 0.72이므로, 벤젠의 상대적 증발속도는 0.5/0.72=0.6944이다.
따라서, 톨루엔의 상대적 증발속도는 1-0.6944=0.3056이다.
이제, 최소 환류비를 구해보자.
최소 환류비는 다음과 같이 구할 수 있다.

(톨루엔 유입량) / (톨루엔 회수량) = (톨루엔 상대적 증발속도) / (벤젠 상대적 증발속도)

따라서,

(톨루엔 유입량) / (0.0098×1000) = 0.3056 / 0.6944

톨루엔 유입량 = 8.36kg/h

따라서, 실제 환류비는 3×(8.36/1000) = 0.02508 이다.
즉, 1L의 유입액당 0.02508L의 증발액이 회수된다는 뜻이다.
이를 mol 단위로 환산하면,

(0.5×0.5×1000/78.11) / (0.02508×1000/92.14) = 3.68

따라서, 정답은 "3.68"이다.