《化工原理教学课件》精馏

《《化工原理教学课件》精馏》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第七章精馅主讲教师童汉清§1概述一、概念1)2)3)易挥发组分：混合物中沸点低，容易汽化的组分。难挥发组分：混合物中沸点高，不易汽化的组分。对于板式塔，易挥发组分从塔顶排出；难挥发组分从塔底排出。4)zjO5)易挥发组分常以下标A表示；难挥发组分常以下标B表混合物中各组分的挥发能力相差越大，精馆分离越容易；混合物中各组分的挥发能力相差越小，精憾分离越难。二、蒸馅与蒸发的区别蒸馆：溶质和溶剂都具有挥发性。塔顶和塔底都有可能是产品。蒸发：溶剂挥发，溶质不挥发。蒸发产品是被浓缩了的溶液。三、分类1.按操作方式分类1）简单蒸馅一一一次部分汽化冷凝。2）精馅——多次部分汽化冷凝。3）特殊精馆：水

2、蒸气蒸馆、恒沸蒸憾、萃取蒸馅。2、根据原料的组分数目分类双组分蒸馅多组分蒸伞3、操作流程的不同分类1)间歇精甲2）连续精憎4、按操作压力分类常压精馅、减压精馅、加压精馆。混合液加热汽化，易挥发组分相对富集于汽相，难挥发组分相对富集于液相，而易挥发组分有多少量富集于汽相，难挥发组分有多少量富集于液相，这是以相平衡决定的，欲定量讨论精馆过程，必须首先了解相平衡关系。所以，气液相平衡关系是分析精馅操作过程和进行设备设计的理论基础。精憎传质的推动力是不同组分在两相中的浓度与平衡的偏离程度。§2双组分理想溶液的气液平衡一、纯液体的气液平衡汽化速度等于冷凝速度——动态平衡气液平衡时，汽相为饱和蒸汽；

3、蒸汽所具有的压力称为饱和蒸汽压；液体的温度为饱和温度。二、拉乌尔定律均相混合溶液中某组分的饱和蒸汽压一定比该组分在纯态时的饱和蒸汽压低。1880年，法国人拉乌尔（FrancoisMarieRaoult1830-1901）提出：一定温度下，当气液达到平衡时，理想溶液中某组分的饱和蒸汽压等于该组分在纯态时的饱和蒸汽压与该组分在溶液中的摩尔分率的乘积。Pa=Pa°•SPb=Pb°-xB对于双组分溶液，则有Pb=Pb°*xB=Pb°・（1—xA）式中：Pa、Pb分别为溶液上方A、B两组分的平衡分压。Pa°、Pb°分别为同温度下A、B两纯组分的饱和蒸汽压。XA、XB分别为溶液中A、B两组分的摩尔分

4、率。实际溶液只在浓度很稀时服从拉乌尔定律。三、道儿顿分压定律理想气体在一定温度下，气液平衡时，气相中某组分的饱和蒸汽压等于等于该组分在气相中的摩尔分率与总压的乘积。Pa=P・%Pb=P*Yb对于双组分溶液，则有pB=P・yb=P・（i-yA）针对液相计算时采用拉乌尔定律。针对气相计算时采用道儿顿分压定律。四、实际溶液和理想溶液对于实际溶液，浓度较大时拉乌尔定律计算有偏差，偏差主要来源于相同分子之间的作用力与不同分子之间的作用力的差另。1、混合溶液中不同分子之间的作用力小于相同分子之间的作用力，则混合物分子较纯组分状态容易汽化，溶液上方各组分的蒸汽分压偏大，这种偏差称为正偏差。2、混合溶液

5、中不同分子之间的作用力大于相同分子之间的作用力，则混合物分子较纯组分状态难于汽化，溶液上方各组分的蒸汽分压偏小，这种偏差称为负偏差。一理想溶液：1、A、B两组分组成的均相混合物中，不同分子之间的作用力与相同分子之间的作用力完全相同。2、A、B两组分混合形成溶液时，溶液体积等于两纯组分体积之和。混合前后总体积不变。3、A、B两组分混合形成溶液时，无热效应产生。混合前后总焙值不变。4、A、B两组分混合形成溶液，其气液平衡关系在全部浓度范围内服从拉乌尔定律。五、理想的完全互溶双液系的相平衡图1>p-x图（压力一组成图）P=pA+Pb=Pa°-Xa+Pb°・Xb=Pa°-Xa+Pb°・（1—xa

6、）=Pb°+（Pa°—Pb°）・xa（温度一组成图）・xB两条线t-y线（饱和蒸汽线、泡点线人表示混合液的沸点与平衡气相组成y之间的关系。横坐标为yt-x线（饱和液体线、露点线）：表示混合液的沸点与平衡液相组成X之间的关系。横坐标为X三个区液相区：饱和液体线以下的区，此区为全液态的单相区，该区代表低于饱和温度的未沸腾的液体。过热蒸汽区：饱和蒸汽线以上的区，此区为全气态的单相区。该区代表高于饱和温度的过热蒸汽。气液共存区：饱和液体线以上、饱和蒸汽线以下的区，此区内液体处沸腾状态，气液共存，为两相区。FXFyF结论:(1)(2)(3)气液两相达平衡时，由于气液两相温度相同，所以平衡组成处同一

7、水平线上易挥发组分含量增加时，混合液的沸点降低。气液共存时，气相中易挥发组分的浓度只有大于液相中易挥发组分的浓度，即y〉x,混合液才能用精馆方法分离。y与x相差越大，分离越容易。例：若将组成为0・42的苯•甲苯混合液，在1大气压下加热到98°C,产生的蒸汽不移走，保持与液体接触。问此时气液组成各为多少？汽化率为多少？3、y-x图（气液平衡曲线）气液平衡曲线为不同饱和温度时气液组成x、y描绘出的曲线。平衡线距对角线越远，y与x相差越大