题目
某操作中的精馏塔,若将回流比增大,其他条件保持不变,则馏出液的组成将()。A. 减小B. 不变C. 不确定D. 增大
某操作中的精馏塔,若将回流比增大,其他条件保持不变,则馏出液的组成将()。
A. 减小
B. 不变
C. 不确定
D. 增大
题目解答
答案
D. 增大
解析
考查要点:本题主要考查精馏过程中回流比对馏出液组成的影响,需理解回流比变化对塔内传质效率及相平衡的影响。
解题核心思路:
- 回流比定义:回流比$R = \frac{L}{D}$,其中$L$为回流液体流量,$D$为馏出液体流量。
- 操作线方程:精馏段操作线斜率为$\frac{R}{R+1}$,回流比增大时,斜率增大,操作线更陡峭,更接近对角线。
- 分离效果:更大的回流比使塔板间浓度梯度增大,分离效率提高,最终使馏出液组成$x_D$增大。
破题关键点:
- 回流比与操作线斜率的关系:斜率越大,分离效果越显著。
- 相平衡与传质:更多回流液体促进汽液接触,轻组分在馏出液中富集。
回流比对馏出液组成的影响分析:
- 操作线变化:
当回流比$R$增大时,精馏段操作线斜率$\frac{R}{R+1}$增大,操作线更陡峭。此时,达到相同分离效果所需的理论板数减少,或在固定板数下分离效果增强。 - 相平衡调整:
更大的回流比使塔顶液体回流量增加,轻组分(易挥发组分)在塔顶积累更多,导致馏出液组成$x_D$增大。 - 极限情况验证:
- 若$R \to \infty$(全回流),馏出液流量$D=0$,但此时塔顶组成$x_D$趋近于纯组分。
- 若$R$减小,$x_D$会降低,进一步验证$R$增大时$x_D$增大的结论。