[理学]化工原理蒸馏

《[理学]化工原理蒸馏》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§6.1概述§6.2双组分溶液的汽液相平衡§6.3蒸馏与精馏原理§6.4双组分连续精馏的分析与计算§6.5恒沸精馏与萃取精馏习题课第六章蒸馏幻灯片1目录§6.1概述§6.2二元物系的汽液相平衡§6.3蒸馏方式与精馏原理1、简单蒸馏2、平衡蒸馏3、平衡级和精馏原理第六章蒸馏§6.1概述获得高纯度产品；获得粗馏分。例如：在酿酒业中饮料酒；利用各组分挥发度的差异将液体混合物加以分离的单元操作称为蒸馏。一、什么是蒸馏？二、蒸馏在工业生产中的应用蒸馏的分类§6.1概述三、基本概念1、易挥发组分（轻组分）：在一定的外界

2、压力下，混合物中沸点低的组分容易挥发2、难挥发组分（重组分）：混合物中沸点高的组分3、饱和蒸气压：在密闭容器内，在一定温度下，纯组分液体的汽液两相达到平衡状态，称为饱和状态，其蒸气称为饱和蒸气，其压力就是饱和蒸气压。在一定温度下，混合液中饱和蒸气压高的组分容易挥发，低的组分难挥发。液体的饱和蒸气压是表示液体挥发能力的一种属性。液体的挥发能力越大，其蒸气压就越大。相对挥发度显然对理想溶液，有：液体混合物的蒸气压1、对于二组分混合液，由于B组分的存在，使得A组分在汽相中的蒸气分压比其在纯态下的饱和蒸气压要小。2

3、、理想溶液：在全部浓度范围内符合拉乌尔定律的溶液四、理想溶液汽液相平衡蒸馏一般在恒压下操作，恒压下不同组成混合液加热汽化达到汽液两相平衡时的平衡温度与液相组成及汽相组成之间的关系。§6.2双组分溶液的气液相平衡二元物系汽液相平衡时，所涉及的变量有：温度t、压力P、汽相组成y、液相组成x等4个。杠杆原理：力力臂=常数即：液相量L1=汽相量L2量浓度差露点线一定在泡点线上方。§6.2二元物系的汽液相平衡111）对于理想溶液，曾得到这样一条规则：“相对较易挥发物质，在平衡蒸气相中的浓度要大于其在溶液相中的浓

4、度。”2）数学表示式为：若PA0PB0，则yAxA3）上述规则对非理想溶液来说，一般也是适用的。补充：经验规则（1881年，阿诺华洛夫）由于较易挥发的物质其沸点较低，因此蒸气压—组成图中，蒸气压较高的物质A有较低的沸点；而具有较低沸点的组分在平衡气相中的浓度要大于其在溶液中的浓度。所以气相线在液相线的右上方（如图）纯组分A纯组分B6.2.1双组分理想物系的气液相平衡1.利用饱和蒸气压计算气液平衡关系下标A表示易挥发组分（轻组分）；下标B表示难挥发组分（重组分）理想物系理想物系拉乌尔定律1.利用饱和蒸气压

5、计算气液平衡关系相对挥发度2用相对挥发度表示的气液平衡关系在一定温度范围内，α近似为常数；对理想物系，相对挥发度与温度关系不大，可近似认为与温度无关。α的大小反映了混合液分离的难易程度。2用相对挥发度表示的气液平衡关系…….双组分理想溶液的气液相平衡方程因为yx说明：（1）相平衡曲线必落在对角线的上方；2）气液平衡相图（y-x图）说明：（2）越远离1，也就愈有利于蒸馏操作----------越大，相平衡曲线偏离对角线愈远，表示达到气液相平衡时气、液两相组成的差异愈大，非理想溶液的气液相平衡6.2.2双

6、组分非理想物系的气液相平衡t-xt-y极大正偏差溶液：6.2.2双组分非理想物系的气液相平衡2．负偏差溶液t-yt-x极大负偏差溶液：有最高恒沸物t-y6.2.2双组分非理想物系的气液相平衡非理想物系的相平衡关系方程仍可用式但通常不再是一个常数。6.2.2双组分非理想物系的气液相平衡6.3蒸馏方式1、简单蒸馏2、平衡蒸馏又称闪蒸1）．流程及特点3、平衡级和精馏原理使不平衡的气液两相（气相温度高、液相温度低）经过足够长时间充分接触，离开时，气液两相达到了平衡，这个过程称为平衡级。1）平衡级定义又称接触级接触

7、级x0t0L饱和液相饱和气相y0T0VT0>t0yVtxLttt-yt-xBA进料釜液馏出液精馏段提馏段冷凝器再沸器精馏是利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流、经过多次平衡级过程，使物系实现高纯度分离的操作。2）．精馏原理及设备平衡级平衡级平衡级说明1）在精馏过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制。2）工业上的精馏过程是在精馏塔内将液相的多次部分汽化和气相的多次部分冷凝过程有机结合而进行的。3）气、液相回流是精馏的重要特点。冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。4

8、）由于在塔的进料板以下（包括进料板）的塔段中，上升气相从下降液相中提出了易挥发组分，故称提馏段（strippingsection)；由于塔的上半段上升气相中难挥发组分被除去，易挥发（轻）组分得到了精制，故称精馏段。幻灯片2目录§6.4双组分连续精馏的分析与计算6.4.1全塔物料衡算6.4.2理论板的概念和恒摩尔流假定6.4.1操作线方程6.4.4进料热状况的影响及q线方程第六章蒸馏D,xDW,xWF,xF§6.4