题目
某连续精馏塔设计时,若xF、xD和xW一定时,求解理论板数与下列参数中的( )无关。A. 操作压强B. 回流比C. 进料热状况D. 进料量
某连续精馏塔设计时,若xF、xD和xW一定时,求解理论板数与下列参数中的( )无关。
A. 操作压强
B. 回流比
C. 进料热状况
D. 进料量
题目解答
答案
D. 进料量
解析
解析
本题考查连续精馏塔理论板数的影响因素相关知识。解题思路是明确计算精馏塔理论板数的方法,然后分析每个选项对理论板数计算过程的影响。
在精馏塔设计中,通常使用 McCabe - Thiele 法或 Ponchon - Savarit 法来计算理论板数。以 McCabe - Thiele 法为例,其步骤如下:
- 首先根据相平衡方程绘制平衡线,相平衡线的形状与物系的性质以及操作压强有关。操作压强会影响物系的气液平衡关系,从而改变平衡线的位置。
- 然后根据精馏段和提馏段的操作线方程绘制操作线。精馏段操作线方程为 $y_{n + + 1}=\frac{R}{R + 1}x_{n}+\frac{x_{D}}{R + 1}$,其中 $R\frac{R}{R + 1}$ 是精馏段操作线的斜率,$R$ 为回流比;提馏段操作线方程与进料热状况有关。
- 最后在平衡线和操作线之间作阶梯,阶梯的数目即为理论板数。
下面对每个选项进行分析:
- A. 操作压强:操作压强会影响物系的气液平衡关系,改变平衡线的形状。不同的操作压强下,平衡线不同,在相同的进料组成 $x_{F}$、塔顶馏出液组成 $x_{D}和塔底釜液组成 \(x_{W}$ 以及回流比等条件下,绘制的阶梯数目(理论板数)会不同,所以理论板数与操作压强有关。
- B. 回流比:由精馏段操作线方程 $y_{n + 1=\frac{R}{R + 1}x_{n}+\frac{x_{D}}{R + 1}$ 可知,回流比 $R$ 不同,精馏段操作线的斜率 $\frac{R}{R + 1}$ 就不同,操作线的位置改变,在平衡线和操作线之间作阶梯时,阶梯数目(理论板数)会发生变化,所以理论板数与回流比有关。
- C. 进料热状况:进料热状况不同,提馏段操作线的方程不同,提馏段操作线的位置会改变。在平衡线和操作线之间作阶梯时,阶梯数目(理论板数)会受到影响,所以理论板数与进料热状况有关。
- D. 进料量:在 McCabe - Thiele 法中,计算理论板数的过程主要涉及的相平衡关系和操作线方程中,并没有直接与进料量相关的参数。也就是说,在 $x_{F}$、$x_{D}$ 和 $x_{W}$ 一定时,进料量的变化不会影响平衡线和操作线的位置,也就不会影响理论板数,所以理论板数与进料量无关。