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化工
题目

提馏段操作线方程是一直线,一定通过点(xw,xw)。A. 正确B. 错误

提馏段操作线方程是一直线,一定通过点(xw,xw)。

A. 正确

B. 错误

题目解答

答案

A. 正确

解析

本题考查提馏段操作线方程的性质,解题思路是先明确提馏段操作线方程的表达式,再分析该直线所通过的特殊点。

1. 提馏段操作线方程的推导

在精馏塔的提馏段,对第 $n+1$ 层塔板到塔釜进行物料衡算。设提馏段内下降液体的摩尔流量为 $L'$,上升蒸汽的摩尔流量为 $V'$,进料热状态参数为 $q$,进料流量为 $F$,塔顶馏出液流量为 $D$,塔釜残液流量为 $W$,提馏段第 $n$ 层塔板下降液体组成(摩尔分数)为 $x_n$,第 $n + 1$ 层塔板上升蒸汽组成(摩尔分数)为 $y_{n+1}$,塔釜残液组成(摩尔分数)为 $x_W$。
根据物料衡算可得:
总物料衡算:$L'=V'+W$
易挥发组分物料衡算:$L'x_n=V'y_{n + 1}+Wx_W$
将 $L'=V'+W$ 代入易挥发组分物料衡算式中,可得:
$(V'+W)x_n=V'y_{n + 1}+Wx_W$
整理得到提馏段操作线方程:$y_{n+1}=\frac{L'}{V'}x_n-\frac{W}{V'}x_W$

2. 分析提馏段操作线通过的点

当 $n = N$($N$ 为提馏段的塔板数)时,$y_{N + 1}=y_W$(塔釜上升蒸汽组成,在全回流等稳定操作下,可近似认为与塔釜残液组成 $x_W$ 相等),$x_N=x_W$。
将 $x_N=x_W$,$y_{N + 1}=x_W$ 代入提馏段操作线方程 $y_{n+1}=\frac{L'}{V'}x_n-\frac{W}{V'}x_W$ 中,等式成立。
这表明提馏段操作线方程所表示的直线一定通过点 $(x_W,x_W)$。

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