最新双液系相图幻灯片.ppt

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1、双液系相图两组分体系的相律可表达为:K=2;=2f=4－f=0,max=4,最多四相共存.＝1,fmax=3,需三维图象才能完整描绘体系状态.二元体系的相图常常固定某因素不变(如温度或压力),用二维平面相图表示体系状态的变化情况.二元体系的相图常为:T－x图；p－x图.第三节二组分气液平衡体系一.完全互溶理想溶液的p-x图（一）液相线的绘制p－x图：pA=pA*xApB=pB*xB=pB*(1－xA)p=pA+pB=pA*xA+pB*(1－xA)体系的总压为：p=pB*+(pA*－pB*)xAxB0p单相区,液相f=

2、2单相区,气相f=2l+g,f=1pA*pB*气相线液相线axBDCEx’x’’FIx’’’xNM(三)理想溶液的p-x相图组成为xa的体系点a位于单相区,为液相溶液.N点：开始出现气相,气相点为M,达两相平衡.D点:气相组成为x’,液相组成为x’’.F点:体系几乎全以气态存在,残余微少液相.气相组成与体系总组成相同,液相组成为x’’’.在两相区,液相组成沿NI移动;气相组成沿MF移动.pA*pB*xB0pl+g,GLHxBxBlxBg（四）杠杆规则(leverrule):H:体系点,组成为xBL:液相点G:气相点B的总量:nB=nx

3、Bn=nl+ngnB=nlxB+ngxB(1)又:nB=nBl+nBgnB=nlxBl+ngxBg(2)pA*pB*xB0pl+g,GLHxBxBlxBg杠杆规则(leverrule):(1)式与(2)式相等:nlxB+ngxB=nlxBl+ngxBgnl(xB－xBl)=ng(xBg－xB)(3)pA*pB*xB0pl+g,GLHxBxBlxBg杠杆规则(leverrule):从相图可以求出:(xB－xBl)=HL(xBg－xB)=HG有:nlHL=ngHGHL和HG分别为体系点H到液相线和气相线的距离.此规则与物理学中的杠杆定律相

4、似,故称为杠杆规则.xBT气相,f=2液相,f=2HpxBTA*TB*LGxBgxBll+g,f=1理想溶液的T-x相图体系点为H点,落在两相区内,体系两相共存.L:液相点,A的浓度为xAl.G:气相点,A的浓度为xAg.液相线气相线nlHL=ngHG——杠杆规则单相区,液相单相区,气相l+g气相,f=2液相,f=2l+g,f=1理想溶液的T-x相图理想溶液的p-x相图LGHxBxBgxBlGLHxBxBgxBlxBTxB0ppA*pB*TA*TB*精馏塔示意图原料进口电加热器低沸点产品高沸点产品精馏原理B的沸点低,挥发性较强,B在气

5、相中的浓度较液相高,将组成为y1的气相收集起来,并将其冷却至温度T1,其中将有部分冷凝为液体,液相的组成为x2,与之达平衡的气相组成为y2,由相图可见y2>y1.重复以上过程，气相中B的浓度愈来愈高，最后可以获得纯的B。而由液相可以获得纯的A。ABT气相液相xBy1x2x3y2y3精馏原理xOT5x5y5T4x4y4T2T1T3y3x3y2x2y1x1T5y6x6T6T7y7x7y8x8ABT气相液相实际的工业精馏工段,为连续操作,各层的操作温度相对稳定,溶液的组成也稳定,在精馏塔的低温段一般可以获得纯净的B,在高温段,可获得纯净的A

6、.完全互溶双液系的p-x图(产生正负偏差不大的体系)虚线:理想溶液红色:A的蒸汽压曲线;蓝色:B的蒸汽压曲线;紫色:实际溶液的总压此类非理想溶液相图与理想溶液的相图有偏差.但其偏离的程度不至于使体系的相图发生明显的变化.pABpApBppA*pB*pBDCBApAppmaxGx当实际溶液的行为偏离理想溶液较大(如正偏差)时,其p-x图中会出现总压的极大值,如图中G点所示.图中,B的挥发性较大,但G点的压力比纯B的蒸汽压更大.这是因为A,B均对拉乌尔定律有较大正偏差的缘故.完全互溶双液系的p-x图(产生正负偏差较大的体系)有较大正偏差的

7、实际溶液p-x图DCBAppmaxGx若双液系压力有极大值,液相线有极点G,气相线的形状若如图中蓝线,则G点无对应的气相点的现象.实际相图如右图所示.液相线与气相线将交会于G点,体系在G点达气-液两相平衡,两相组成相同.DCBAppmaxGxABpB*EpA*ppmaxxTB*ABETA*TxTminTmin:最低恒沸点有较大正偏差的溶液p-x图、T-x图有最高恒沸物生成的双液系相图ABDECppminxDABECTTmaxxTmax:最高恒沸点有恒沸物双液系的精馏C液相,f=2DABT气相,f=2气-液平衡,f=1E:最低恒沸点组成

8、:xE,沸点:Tmin.体系组成为x,精馏,低沸点端得到恒沸物G,高沸点端得到纯A.有恒沸物生成的双液系,精馏不可能同时得到纯A和纯B,只能得到恒沸物和某一个纯组分.恒沸物仍是混合物,其组成随着体系压力的改变而有所改变.