单选题
1063、连续精馏,提馏段操作线位置一般与[ ]无关。
A
进料量的多少
B
进料的热状况
C
釜残液的组成
D
回流比
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
在连续精馏过程中,提馏段操作线方程通常表示为:
$$ y = \frac{L'}{V'}x - \frac{W}{V'}x_W $$
其中:
* $L'$ 为提馏段下降液体流量;
* $V'$ 为提馏段上升蒸汽流量;
* $W$ 为釜残液流量;
* $x_W$ 为釜残液组成。
我们需要分析各个选项对提馏段操作线位置(即斜率 $\frac{L'}{V'}$ 和截距 $-\frac{W}{V'}x_W$)的影响:
1. **B. 进料的热状况 ($q$)**:
进料热状况参数 $q$ 直接影响 $L'$ 和 $V'$ 的大小。根据物料衡算关系:
$$ L' = L + qF $$
$$ V' = V - (1-q)F $$
因此,$q$ 值的变化会改变提馏段操作线的斜率和截距,从而改变其位置。所以与进料热状况**有关**。
2. **C. 釜残液的组成 ($x_W$)**:
从方程可以看出,$x_W$ 直接出现在截距项中。$x_W$ 的变化会直接导致操作线在 $y$ 轴上的截距变化,进而改变操作线的位置。所以与釜残液组成**有关**。
3. **D. 回流比 ($R$)**:
回流比 $R$ 决定了精馏段的液气比,进而影响精馏段操作线。同时,$L = R D$,而 $L'$ 依赖于 $L$($L' = L + qF$)。因此,改变回流比 $R$ 会改变 $L$,进而改变 $L'$ 和 $V'$,最终影响提馏段操作线的斜率和位置。所以与回流比**有关**。
4. **A. 进料量的多少 ($F$)**:
虽然进料量 $F$ 出现在 $L'$ 和 $V'$ 的计算公式中,但在讨论操作线的“位置”时,我们通常关注的是操作线在 $x-y$ 图上的几何特征(斜率和截距)。
更深层的理解是:对于一个确定的分离任务(即给定 $x_F, x_D, x_W$ 和 $R$、$q$),提馏段操作线必须经过点 $(x_W, x_W)$,并且其与精馏段操作线的交点由 $q$ 线决定。
* 精馏段操作线方程:$y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_D}{R+1}$ (仅与 $R, x_D$ 有关,与 $F$ 无关)
* $q$ 线方程:$y = \frac{q}{q-1}x - \frac{x_F}{q-1}$ (仅与 $q, x_F$ 有关,与 $F$ 无关)
提馏段操作线是通过**精馏段操作线与 $q$ 线的交点**以及**点 $(x_W, x_W)$** 这两点确定的直线。
既然精馏段操作线位置和 $q$ 线位置都与进料量 $F$ 无关,那么它们的交点位置也与 $F$ 无关。同时,点 $(x_W, x_W)$ 仅取决于产品纯度要求,也与 $F$ 无关。
因此,只要 $R, q, x_F, x_D, x_W$ 确定,提馏段操作线在 $x-y$ 图上的位置就确定了,而与进料量 $F$ 的具体数值大小无关。进料量 $F$ 主要影响塔的设备尺寸(如塔径)和能耗总量,但不改变平衡图或操作线图上的线条几何位置。
综上所述,提馏段操作线位置一般与**进料量的多少**无关。
**正确答案:A**
相关知识点:
回流比大板数少,全回无产品
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化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
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