精馏实验中,塔顶采出率D/F增大,x_D,x_W如何变化()A. x_D减小,x_W增大B. 均减小C. 均增大D. x_D增大,x_W减小

本题考查精馏实验中塔顶采出率对塔顶馏出液组成和塔底釜残液组成的影响，解题思路是根据物料衡算关系来分析塔顶采出率变化时塔顶馏出液组成和塔底釜残液组成的变化情况。

在精馏过程中，对全塔进行物料衡算，总物料衡算方程为：$F = D + W$，其中$F$为进料流量，$D$为塔顶采出流量，$W$为塔底采出流量。易挥发组分物料衡算方程为：$F x_F = D x_D + W x_W$，其中$x_F$为进料中易挥发组分的摩尔分数，$x_D$为塔顶馏出液中易挥发组分的摩尔分数，$x_W$为塔底釜残液中易挥发组分的摩尔分数。

由总物料衡算方程可得$W = F - D$，将其代入易挥发组分物料衡算方程可得：
$\begin{align*}F x_F&= D x_D + (F - D) x_W\\F x_F&= D x_D + F x_W - D x_W\\F x_F - F x_W&= D x_D - D x_W\\F(x_F - x_W)&= D(x_D - x_W)\\x_D&=\frac{F(x_F - x_W)}{D}+x_W\end{align*}$

塔顶采出率$D/F$增大，即$D$相对$F$增大。假设进料组成$x_F$不变，当$D$增大时，为了满足物料衡算，塔底采出量$W$会减小。由于塔内的分离过程是将易挥发组分尽量富集在塔顶，难挥发组分尽量富集在塔底，当塔顶采出量$D$增大时，意味着从塔顶采出的物料增多，而塔内的分离能力是有限的，所以塔顶馏出液中易挥发组分的含量$x_D$会减小；同时，塔底采出量$W$减小，塔底釜残液中易挥发组分的含量$x_W$会增大。