化工原理第五章第二节讲稿.ppt

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1、第五章蒸馏Distillation一、简单蒸馏Simpledistillation二、平衡蒸馏Equilibriumdistillation第二节蒸馏方式2021/7/25一、简单蒸馏（Simpledistillation）1、流程及原理2021/7/25简单蒸馏是一个非稳态过程，并不简单！又名微分蒸馏（differentialdistillation）2021/7/252、计算设：F、wD——釜内的料液量和残液量，kmol；x1、x2——料液和残液中易挥发组分组成（摩尔分率）L——某一瞬间釜内

2、的液量，kmol；x、y——某一瞬间的液气组成，（摩尔分率）；经过微分时间dt后，残液量减少dL，液相组成减少dx。以蒸馏釜为衡算系统对易挥发组分，dt前后的微分物料衡算为：2021/7/25积分2021/7/25对于理想溶液，平衡关系用表示，若操作范围内平衡线可近似地看作直线若平衡线为过原点的直线，2021/7/25若平衡关系不能用简单的数学式表示，可以应用图解积分或数值积分。馏出液的量D及组成平均组成2021/7/25二、平衡蒸馏（Equilibriumdistillation）1、原理与流

3、程使混合液体部分气化，并使气液两相处于平衡状态，然后将气液两相分开。又名闪蒸（flashdistillation）2021/7/252．计算1）物料衡算对总物料：对易挥发组分：2021/7/25令——汽液相平衡组成的关系——液化分率在x-y图上，代表通过点（xF，xF）且斜率为的直线。2021/7/252）热量衡算对加热器作热量衡算，若忽略加热器的热损失原料液节流减压后进入分离器，物料放出的显热等于部分气化所需的潜热原料液离开加热器的温度：2021/7/253）气液平衡关系已知原料液流量F，组成

4、xF，温度tF及汽化率，即可求得平衡的汽液相组成及温度。2021/7/252021/7/25例1：在常压下对苯与甲苯二元理想溶液分别进行平衡蒸馏与简单蒸馏。若原料液中苯的浓度为0.5（摩尔分率）。物系的相对挥发度为2.47。试求：1）用平衡蒸馏方法分离，当汽化率为0.4时，釜液与馏出液的组成。2）用简单蒸馏方法分离，使釜液浓度与平衡蒸馏相同，所得馏出物中苯的平均组成。解：1）2021/7/25因为汽化率f=0.4，q=0.6物料衡算式为：2）简单蒸馏中了时的釜液浓度与平衡蒸馏时相同2021/7/

5、25设馏出液的平均组成为2021/7/25在相同的原料液浓度及相同釜液的条件下，简单蒸馏所得到的馏出液浓度高于平衡蒸馏，而平衡蒸馏的优点是连续操作，但其分离效果不如间歇操作的简单蒸馏。2021/7/25