题目
5.精馏操作时,在F、xF、q、α、R、NT、N F不变的情况下,操作工人增大了塔顶-|||-产品的采出量D,则操作结果是 () 。-|||-A.xp减小,xw增大; B.xp减小,xw减小;-|||-C.x1增大,xw减小; D.难以判断。

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查精馏操作中塔顶产品采出量变化对塔顶(xp)和塔底(xw)组成的影响,需结合精馏段和提馏段的操作原理及物料平衡关系进行分析。
解题核心思路:
- 参数不变条件:F、xF、q、a、R、NT、NF均不变,说明进料状态、分离能力等未改变。
- 关键变量变化:D(塔顶采出量)增大,导致回流液量L(L=R·D)增加。
- 精馏段影响:回流增加使精馏段处理负荷增大,但板数NT固定,分离效率相对下降,导致塔顶组成xp减小。
- 提馏段影响:塔底采出量W减少(因F=D+W),剩余液体中重组分比例降低,导致塔底组成xw减小。
破题关键:通过物料平衡方程(F·xF = D·xp + W·xw)和操作线变化分析,结合分离效率的变化,推导xp和xw的变动趋势。
参数关系与操作线分析
- 回流液量变化:D增大时,回流液量L = R·D同步增大。
- 精馏段操作:精馏段操作线方程为 $y = \frac{x_p + \left(\frac{L}{V} - 1\right)x_p}{\frac{L}{V}}$,L增大使操作线位置下移,导致xp减小。
- 提馏段影响:W减少(因D增大),剩余液体中轻组分比例相对增加,导致xw减小。
物料平衡验证
根据总物料平衡方程:
$F \cdot x_F = D \cdot x_p + W \cdot x_w$
当D增大、xp减小时,为维持平衡,W减少必然导致xw进一步减小。