题目
在精馏操作中,降低操作压力,则溶液的相对挥发度α将(),馏出液组成xD将(),塔顶温度将(),塔底温度将()。
在精馏操作中,降低操作压力,则溶液的相对挥发度α将(),馏出液组成xD将(),塔顶温度将(),塔底温度将()。
题目解答
答案
增大;增大;减小;减小
解析
考查要点:本题主要考查精馏操作中压力变化对相对挥发度、馏出液组成、塔顶温度和塔底温度的影响,需结合精馏原理和相平衡关系进行分析。
解题核心思路:
- 相对挥发度α:压力降低时,溶液中各组分的蒸气压升高,轻组分的蒸气压增幅更大,导致α增大。
- 馏出液组成xD:α增大使分离效果更好,轻组分更易富集在塔顶,xD增大。
- 塔顶温度:压力降低使混合物的沸点下降,塔顶温度降低。
- 塔底温度:压力降低后,液体沸腾所需的温度降低,塔底温度随之减小。
破题关键点:明确压力变化对相平衡、挥发性和温度的直接影响,结合精馏过程的热力学特性推导结果。
相对挥发度α的变化
- 原理:相对挥发度α是轻组分与重组分的挥发性比值,公式为 $\alpha = \frac{y_1/x_1}{y_2/x_2}$。
- 压力影响:降低压力时,各组分的蒸气压均增大,但轻组分的蒸气压增幅更大,导致 $\alpha$ 增大。
馏出液组成xD的变化
- 分离效果:α增大使轻组分更易挥发,塔顶蒸气中轻组分富集更多。
- 组成关系:在相同回流比下,塔顶温度降低(因压力降低),轻组分更易被蒸馏,故xD 增大。
塔顶温度的变化
- 沸点与压力关系:压力降低时,混合物的沸点下降,塔顶蒸气冷凝温度随之 减小。
塔底温度的变化
- 沸腾条件:压力降低后,液体达到沸腾所需的温度降低,塔底温度 减小。