题目
用某精馏塔分离两组分溶液,规定产品组成xD、xW,当进料组成为xF1时,相应回流比为R1;进料组成为xF2时,相应回流比为R2。若xF1A. R1B. R1=R2C. R1> R2D. 无法判断
用某精馏塔分离两组分溶液,规定产品组成xD、xW,当进料组成为xF1时,相应回流比为R1;进料组成为xF2时,相应回流比为R2。若xF1< xF2,进料热状况不变,则
A. R1< R2
B. R1=R2
C. R1> R2
D. 无法判断
题目解答
答案
C. R1> R2
解析
本题考查精馏过程中回流比与进料组成的关系。关键在于理解进料组成变化时,如何调整回流比以维持固定的产品组成。核心思路是:当进料中轻组分比例增加时,需要更大的回流比来确保分离效果。破题点在于分析操作线方程的变化,以及进料组成对分离过程的影响。
核心概念回顾
- 回流比(R):回流液体量与塔顶产品量的比值,是精馏操作的关键参数。
- 操作线方程:描述精馏塔中每一块理论板的物料平衡关系,形式为 $y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_F}{R+1}$,其中 $x_F$ 为进料组成。
- 分离要求:操作线必须位于平衡线之上,才能实现有效的组分分离。
关键分析步骤
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进料组成对操作线的影响
当进料组成 $x_F$ 增大(轻组分比例增加),若保持回流比 $R$ 不变,操作线的截距 $\frac{x_F}{R+1}$ 会增大。此时,操作线可能无法满足分离要求(即可能低于平衡线)。 -
调整回流比的必要性
为保证操作线始终在平衡线之上,需增大回流比 $R$。增大 $R$ 会使操作线更陡峭(斜率 $\frac{R}{R+1}$ 增大),从而补偿进料组成变化带来的影响,确保分离效果。 -
结论推导
当 $x_{F1} < x_{F2}$ 时,为满足相同的 $x_D$ 和 $x_W$,需要 $R_1 > R_2$。