传质与分离工程精馏

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1、传质与分离工程关于本课程1.传质与分离工程讲什么？从宏观的角度，讨论混合物在不同单元操作中进行分离的有关规律，核心是质量传递问题。关于本课程1.传质与分离工程讲什么？混合物分离操作的论述内容主要涉及：物质传递依据-分离的原理物质传递手段-外加的因素物质传递极限-相平衡物质传递速率-推动力与阻力关于本课程1.传质与分离工程讲什么？确定分离过程中各物流各组分的量（定量计算）了解传质分离设备关于本课程2、讲授章节精馏吸收塔式气液传质设备干燥第1章.蒸馏1.1概述混合物的分离是化工、石油化工、环保、食品、轻工、制药等生

2、产过程中常见的重要操作。混合物分为均相混合物和非均相混合物。第1章.蒸馏1.1概述均相混合物分离的常见操作有蒸馏、吸收、萃取、蒸发、结晶、膜分离等。均相混合物的分离条件：利用物系中的某种物性差异，由均一相变为两相，并且使其中的组分在两相间以与原物系不同的比例发生转移，从而实现组分间的分离。互溶液体混合物的分离问题，如石油炼制品的切割、有机合成产品的提纯、食品乳化剂中单甘醇的富集、溶剂回收和废液排放前的达标处理等等。分离的方法有多种，工业上最常用的是蒸馏或精馏。蒸馏操作实例：石油炼制中使用的250万吨常减压装置第

3、1章.蒸馏1.1概述蒸馏是分离液体均相混合物的典型单元操作。1、利用混合液中各组分挥发能力或沸点不同的特性；(分离依据)2、加热将液体混合物部分气化，由原来的均一相变为两相；(分离手段)3、通过液相和气相间的质量传递来实现分离。闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀第1章.蒸馏1.1概述蒸馏分离的特点：1、可直接得到所需组分（产品）。2、历史悠久、应用较广泛，对有些气体混合物或固体混合物作液化处理后使用蒸馏方法分离。3、需要消耗大量的能量。第1章.蒸馏1.1概述蒸馏过程的分类：1、按操作流程分：间歇

4、蒸馏、连续蒸馏。间歇精馏：多用于小批量生产或某些有特殊要求的场合。连续精馏：多用于大批量工业生产中。蒸馏的分类第1章.蒸馏1.1概述蒸馏过程的分类：2、按蒸馏方式分：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等。简单蒸馏：用在分离要求不高的情况下。精馏：分离纯度要求高时采用。特殊精馏：难以用普通精馏分离，借助某些特殊手段进行的精馏。第1章.蒸馏1.1概述蒸馏过程的分类：3、按操作压力分：常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏。常压蒸馏：蒸馏在常压下进行。减压蒸馏：常压下沸点较高或热敏性物质不能承受高温的情况。如丁二酸二甲酯加压蒸

5、馏：常压下为气体的物系精馏分离，加压提高沸点.第1章.蒸馏1.1概述蒸馏过程的分类：4、按混合物中的组分数目分：双组分蒸馏、多组分蒸馏。多组分精馏：例如原油的分离。双组分精馏：如乙醇-水体系,苯-甲苯体系等。1.2两组分溶液的气液平衡气液平衡关系，是指溶液与其上方蒸气达到平衡时，气相组成与液相组成之间的关系。1.2两组分溶液的气液平衡1.2.1双组分理想物系的气液平衡关系理想溶液平衡时组分在液相上方的分压与在液相中摩尔分数的关系遵循拉乌尔定律：理想气体平衡时组分在气相中的分压与在气相中摩尔分数的关系遵循道尔顿分

6、压定律：（1-2）1.2两组分溶液的气液平衡1、用饱和蒸汽压表示两组分理想溶液气液平衡对两组分理想溶液,有以下关系式（1-7）（1-8）（1-6）1.2.1双组分理想物系的气液平衡关系1.2两组分溶液的气液平衡2、用相对挥发度表示两组分溶液气液平衡挥发度：各组分在蒸气中的分压p与达到气液相平衡时的液相摩尔分率x之比,称之为挥发度1.2.1双组分理想物系的气液平衡关系1.2两组分溶液的气液平衡相对挥发度：易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比，称之为相对挥发度1.2两组分溶液的气液平衡对双组分溶液整理并去掉下

7、标，得：（1-15）（1-16）（1-19）1.2两组分溶液的气液平衡关于的数值一般由实验测定。若＝1，则y=x，表明不能用普通蒸馏方法分离。若>1，则y>x。即愈偏离1表明用蒸馏方法分离愈容易。1.2两组分溶液的气液平衡关于的数值一般而言，当温度变化不大时，变化不大，可作常数处理，或取其平均值进行有关分析计算。压强提高，一般值变小。1.2两组分溶液的气液平衡对理想溶液：1）挥发度在数值上等于在溶液温度下纯组分的饱和蒸汽压。比较拉乌尔定律、挥发度和相对挥发度的定义式可得到：1.2两组分溶液的气液平

8、衡的数值一般由实验测定，对于理想溶液可由组分的饱和蒸气压计算。2）相对挥发度在数值上等于在溶液温度下纯组分的饱和蒸汽压之比。（1-17）上节要点：气液平衡关系，是指溶液与其上方蒸气达到平衡时，气、液两相组成的关系。用饱和蒸汽压表示两组分理想溶液气液平衡关系1、气液平衡关系公式用相对挥发度表示两组分溶液气液平衡关系：上节要点：新定义与新概念挥发度相对挥发度若＝1，表明不能用普通蒸馏方