题目
某精馏操作时,加料由饱和液体改为过冷液体,且保持进料流率及组成、塔顶蒸气量和塔顶产品量不变,则此时塔顶组成x0 ,塔底组成x0 ,回流比x0 ,精馏段操作线斜率L/V 。A. 增加; B. 减少; C. 不变; D. 判断依据不足。
某精馏操作时,加料由饱和液体改为过冷液体,且保持进料流率及组成、塔顶蒸气量和塔顶产品量不变,则此时塔顶组成
,塔底组成
,回流比
,精馏段操作线斜率L/V 。
B. 减少;
C. 不变;
D. 判断依据不足。
题目解答
答案
ABCC
A. 增加
B. 减少
C. 不变
C. 不变
A. 增加
B. 减少
C. 不变
C. 不变
解析
考查要点:本题主要考查精馏操作中进料状态变化对塔顶组成、塔底组成、回流比及精馏段操作线斜率的影响,需结合热力学性质与物料平衡分析。
解题核心思路:
- 进料状态变化:饱和液体变为过冷液体,进料需吸收更多显热,导致提馏段热负荷增加。
- 物料平衡与约束条件:塔顶蒸气量$V$、塔顶产品量$D$、进料流率$F$及组成$x_F$均不变,推导回流比$L$和操作线斜率$L/V$的变化。
- 分离效果分析:进料状态改变影响提馏段液体流量,进而间接影响精馏段的分离效率,最终确定塔顶$x_p$和塔底$x_W$的变化趋势。
破题关键点:
- 回流比$R$与操作线斜率:由$V$和$D$不变,结合$L = V - D$,可得$L$不变,故$R = L/D$和$L/V$均不变。
- 塔顶与塔底组成:过冷液体进料增加提馏段液体流量,导致塔底蒸发量减少,塔底难挥发组分$x_W$减少;同时提馏段分离效率降低,塔顶易挥发组分$x_p$减少。
塔顶组成$x_p$的变化
- 进料状态影响:过冷液体需吸收更多显热,导致提馏段液体流量增加。
- 分离效率下降:提馏段液体流量增加会降低其分离效率,使返回精馏段的轻组分减少,最终导致塔顶组成$x_p$减少。
塔底组成$x_W$的变化
- 热负荷变化:过冷液体进料增加提馏段热负荷,但塔顶蒸气量$V$固定,塔底蒸发量被迫减少。
- 残留难挥发组分:蒸发量减少导致塔底液体中难挥发组分$x_W$减少。
回流比$R$的变化
- 物料平衡关系:$L = V - D$,因$V$和$D$均不变,故$L$不变。
- 回流比定义:$R = L/D$,$L$和$D$均不变,故$R$不变。
精馏段操作线斜率$L/V$的变化
- 斜率公式:$L/V$由$L$和$V$决定,两者均不变,故斜率不变。