进料热状态参数q增大,精馏段操作线斜率 。A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定

本题考察进料热状态参数 $q$ 对精馏段操作线斜率的影响，需结合精馏段操作线方程的推导及 $q$ 的物理意义分析。

1. 关键公式回顾

精馏段操作线方程的斜率 $m$ 表达式为：
$m = \frac{R}{R + 1} \times \frac{q}{q - 1} \quad (\text{或更常见的形式：} m = \frac{q}{q - 1} \times \frac{R}{R + 1})$
其中：

• $R$ 为回流比（常数，本题未变），
• $q$ 为进料热状态参数，定义为 $q = \frac{\text{进料变为饱和液体放出的热量}}{\text{原料的摩尔汽化潜热}}$，物理意义是进料中饱和液体的摩尔分数。

2. $q$ 的取值范围与斜率变化

• 冷液进料：$q > 1$，此时 $\frac{q}{q - 1} = \frac{1}{1 - 1/q} > 1$（因 $1/q < 1$）；
• 饱和液体进料：$q = 1$，$\frac{q}{q - 1} \to +\infty$（斜率趋向无穷大，操作线垂直）；
• 气液混合进料：$0 < q < 1$，$\frac{q}{q - 1} = \frac{1}{1 - 1/q} < 0$（斜率为负）；
• 饱和蒸汽进料：$q = 0$，$\frac{q}{q - 1} = 0$（斜率为0，操作线水平）；
• 过热蒸汽进料：$q < 0$，$\frac{q}{q - 1} = \frac{1}{1 - 1/q}$（负数且绝对值减小，斜率趋近于1）。

3. $q$ 增大时的斜率变化

无论 $q$ 初始状态如何（如从冷液到饱和液体，或从过热蒸汽到饱和蒸汽），$q$ 增大均导致 $\frac{q}{q - 1}$ 的绝对值增大或趋向无穷大，结合固定的 $\frac{R}{R + 1}$（正数），斜率 $m$ 必然增大。