题目
【单选题】某二元连续精馏塔,保持进料流量、组成、热状态以及精馏段上升蒸汽流量不变,而增加塔底产品采出流量,则塔顶产品组成xD和塔底产品组成xW如何变化?()A. x D 减小, x W 减小;B. x D 增大, x W 减小;C. x D 减小, x W 增大;D. x D 增大, x W 增大
【单选题】某二元连续精馏塔,保持进料流量、组成、热状态以及精馏段上升蒸汽流量不变,而增加塔底产品采出流量,则塔顶产品组成xD和塔底产品组成xW如何变化?()
A. x D 减小, x W 减小;
B. x D 增大, x W 减小;
C. x D 减小, x W 增大;
D. x D 增大, x W 增大
题目解答
答案
D. x D 增大, x W 增大
解析
本题考查二元连续精馏塔的操作变量与产品组成的关系,核心在于理解物料平衡和操作变量变化对精馏段、提馏段的影响。关键点如下:
- 物料平衡:塔顶产品(D)和塔底产品(W)的组成需满足总物料守恒,即 $D \cdot x_D + W \cdot x_W = F \cdot x_F$(F为进料量,$x_F$为进料重组分摩尔分数)。
- 精馏段变化:塔顶采出量D减少(因W增加),导致回流比R增大,从而提高塔顶产品纯度$x_D$。
- 提馏段变化:塔底采出量W增加,提馏段液体流量增大,导致重组分排出更多,但轻组分可能被携带至塔底,使$x_W$增大。
物料平衡分析
进料量F、组成$x_F$不变,总重组分固定:
$F \cdot x_F = D \cdot x_D + W \cdot x_W$
当W增加、D减少时,若$x_D$增大,则需$x_W$也增大才能保持平衡。
精馏段影响
- 回流比R:$R = \frac{L}{D}$(L为回流液量)。D减少使R增大,精馏段传质效率提高,塔顶轻组分富集更多,$x_D$增大。
提馏段影响
- 液体流量:W增加导致提馏段液体流量增大,轻组分更易被携带至塔底,使塔底轻组分浓度$x_W$增大。