单选题
1066、已知精馏塔精馏操作线方程式为y=0.73x+0.257,则其回流比和塔顶液相组成为[ ]。
A
R=2.7,XD=O.95
B
R=2.5,XD=O.9
C
R=2.8,XD=O-98
D
R=2.6'XD=O.93
答案解析
正确答案:A
解析:
### 解析
**1. 理论基础**
在精馏塔的精馏段,操作线方程通常表示为:
$$ y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_D}{R+1} $$
其中:
* $y$ 和 $x$ 分别代表气相和液相的摩尔分数;
* $R$ 为回流比;
* $x_D$ 为塔顶馏出液(液相)的组成。
该方程是一个线性方程 $y = ax + b$ 的形式,对比系数可得:
* 斜率 $a = \frac{R}{R+1}$
* 截距 $b = \frac{x_D}{R+1}$
**2. 计算步骤**
已知题目给出的操作线方程为:
$$ y = 0.73x + 0.257 $$
**第一步:求回流比 $R$**
根据斜率公式:
$$ \frac{R}{R+1} = 0.73 $$
解此方程:
$$ R = 0.73(R + 1) $$
$$ R = 0.73R + 0.73 $$
$$ R - 0.73R = 0.73 $$
$$ 0.27R = 0.73 $$
$$ R = \frac{0.73}{0.27} \approx 2.7037 $$
保留一位小数,得 **$R \approx 2.7$**。
**第二步:求塔顶液相组成 $x_D$**
根据截距公式:
$$ \frac{x_D}{R+1} = 0.257 $$
将 $R \approx 2.7$ 代入(为了精度,也可以使用 $R+1 = \frac{1}{0.73}$ 或直接利用斜率与截距的关系 $x_D = \text{截距} \times (R+1)$):
$$ x_D = 0.257 \times (2.7037 + 1) $$
$$ x_D = 0.257 \times 3.7037 $$
$$ x_D \approx 0.9518 $$
保留两位小数,得 **$x_D \approx 0.95$**。
或者更简单的验证方法:
当 $x = x_D$ 时,精馏段操作线与对角线 $y=x$ 相交,即 $x_D = y_D$。
代入方程:
$$ x_D = 0.73x_D + 0.257 $$
$$ x_D - 0.73x_D = 0.257 $$
$$ 0.27x_D = 0.257 $$
$$ x_D = \frac{0.257}{0.27} \approx 0.9518 \approx 0.95 $$
**3. 结论**
计算结果为 $R \approx 2.7$,$x_D \approx 0.95$。
对比选项:
A. $R=2.7, x_D=0.95$ (符合)
B. $R=2.5, x_D=0.9$
C. $R=2.8, x_D=0.98$
D. $R=2.6, x_D=0.93$
故正确答案为 **A**。
相关知识点:
回流比大产品纯
题目纠错
化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
