题目
某酒厂连续精馏塔精馏乙醇-水混合液,该塔提馏段操作线方程式为y=1.28x-0.0143,则塔底残液中乙醇的浓度y=1.28x-0.0143(摩尔分数)为( )A. 0.0143 B. 0.0511 C. 0.0112 D. 0.0063
某酒厂连续精馏塔精馏乙醇-水混合液,该塔提馏段操作线方程式为
,则塔底残液中乙醇的浓度
(摩尔分数)为( )
B. 0.0511
C. 0.0112
D. 0.0063
题目解答
答案
B. 0.0511
解析
考查要点:本题主要考查精馏塔提馏段操作线方程的应用,以及如何通过方程求解塔底残液的组成。
解题核心思路:
提馏段操作线方程描述了相邻两层塔板间气液组成的关系。关键点在于确定塔底处的边界条件:在塔底,液体的浓度即为残液组成($x = M_x$),而对应的上升蒸汽组成($y$)应等于该液体浓度(因再沸器作用,液体与蒸汽达到平衡)。将此条件代入操作线方程即可求解。
破题关键:
- 明确提馏段操作线方程的形式;
- 利用塔底边界条件($y = M_x$)建立方程;
- 解方程求出$M_x$。
步骤1:确定边界条件
在提馏段最底层塔板(塔底),液体的浓度为残液组成$M_x$,对应的上升蒸汽组成$y$应等于$M_x$(因再沸器使液体与蒸汽平衡)。
步骤2:代入操作线方程
题目给出提馏段操作线方程为:
$y = 1.28x - 0.0143$
将边界条件$y = M_x$和$x = M_x$代入方程,得:
$M_x = 1.28M_x - 0.0143$
步骤3:解方程求$M_x$
整理方程:
$M_x - 1.28M_x = -0.0143$
$-0.28M_x = -0.0143$
$M_x = \frac{0.0143}{0.28} \approx 0.0511$