题目
精馏操作时,若进料的组成,流量和汽化率不变,增大回流比,则精馏段操作线方程的斜率(_),提馏段操作线方程的斜率(_),塔顶组成(_)。塔底组成(_)。A. 增加,减小,增加,降低B. 增加,减小,增加,升高C. 减小,减小,增加,降低D. 增加,增加,增加,降低
精馏操作时,若进料的组成,流量和汽化率不变,增大回流比,则精馏段操作线方程的斜率(_),提馏段操作线方程的斜率(_),塔顶组成(_)。塔底组成(_)。
A. 增加,减小,增加,降低
B. 增加,减小,增加,升高
C. 减小,减小,增加,降低
D. 增加,增加,增加,降低
题目解答
答案
A. 增加,减小,增加,降低
解析
考查要点:本题主要考查精馏操作中回流比对操作线斜率及塔顶、塔底组成的影响,需结合精馏段和提馏段操作线方程进行分析。
解题核心思路:
- 精馏段操作线斜率:由公式 $y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_F}{R+1}$ 可知,斜率为 $\frac{R}{R+1}$,回流比 $R$ 增大时,斜率增大。
- 提馏段操作线斜率:由公式 $y = \frac{V}{V+L}x - \frac{V}{V+L}x_W$ 可知,斜率为 $\frac{V}{V+L}$。当 $R$ 增大时,精馏段液体流量 $L$ 增大,导致提馏段总液体流量增加,分母增大,斜率减小。
- 塔顶组成:回流比增大,塔顶产品中易挥发组分损失减少,塔顶组成 $x_D$ 增加。
- 塔底组成:塔顶组成增加意味着塔底难挥发组分浓度相对降低,塔底组成 $x_W$ 降低。
精馏段操作线斜率
精馏段操作线方程为:
$y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_F}{R+1}$
斜率为 $\frac{R}{R+1}$。当回流比 $R$ 增大时,分子增速快于分母,因此斜率 增大。
提馏段操作线斜率
提馏段操作线方程为:
$y = \frac{V}{V+L}x - \frac{V}{V+L}x_W$
斜率为 $\frac{V}{V+L}$。增大回流比 $R$ 会增加精馏段液体流量 $L$,导致提馏段总液体流量增加,分母 $V+L$ 增大,因此斜率 减小。
塔顶组成
回流比增大时,更多的液体回流至塔内,减少了塔顶产品中易挥发组分的损失,使 塔顶组成 $x_D$ 增加。
塔底组成
塔顶组成增加意味着塔底难挥发组分被进一步浓缩,但由于精馏段分离效率提升,塔底难挥发组分浓度相对降低,因此 塔底组成 $x_W$ 降低。