题目
精馏操作中,若F、x F、NT、NF、α、q、R均为定值,现塔顶采出率 ykparallel F 增-|||-加,则xw __ x D __ (变大,变小,不变,不确定)

题目解答
答案

解析
本题考查精馏操作中物料衡算、气液平衡关系以及操作参数变化对产品组成的影响。解题思路如下:
- 首先根据塔顶采出率$\frac{D}{F}$增加,结合物料衡算关系分析塔顶采出量$D$和塔底采出量$W$的变化。
- 已知进料量$F$为定值,塔顶采出率$\frac{D}{F}$增加,根据$D = \frac{D}{F} \times F$,可得塔顶采出量$D$增加。
- 由物料衡算$F = D + W$,$F$不变,$D$增加,所以塔底采出量$W$减小。
- 接着分析精馏段和提馏段的气液流量变化。
- 精馏段上升蒸汽量$V=(R + 1)D$,因为$R$为定值,$D$增加,所以$V$增加。
- 提馏段上升蒸汽量$\overline{V}=V-(1 - q)F=(R + 1)D-(1 - q)F$,$D$增加,所以$\overline{V}$增加。
- 精馏段回流比$\frac{L}{V}=\frac{R}{R + 1}$,$R$为定值,所以$\frac{L}{V}$不变。
- 提馏段气液比$\frac{\overline{L}}{\overline{V}}=\frac{\overline{V}+W}{\overline{V}}=1+\frac{W}{\overline{V}}$,$W$减小,$\overline{V}$增加,所以$\frac{W}{\overline{V}}$减小,进而$\frac{\overline{L}}{\overline{V}}$减小。
- 最后根据气液流量变化和精馏塔的分离原理分析塔顶产品组成$x_D$和塔底产品组成$x_W$的变化。
- 当$\frac{D}{F}$增加,意味着从塔顶采出的量增多,而精馏塔的分离能力是有限的,在其他条件不变的情况下,塔顶产品的纯度会下降,即$x_D$变小。
- 由于$x_D$变小,根据全塔物料衡算$F x_F=D x_D+W x_W$,$F$、$x_F$、$D$、$W$的变化关系确定后,可推出$x_W$也变小。