化工原理上蒸馏-2.ppt

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1、小结1.概述●蒸馏的目的和依据●蒸馏过程必要条件●蒸馏分类2.溶液的气、液相平衡●相平衡关系定义、条件及表示方法条件表示对于双组分体系：(1)平衡常数法理想体系的气、液相平衡关系状态变化相图①t-x-y图★提高压力，对蒸馏过程不利②气、液平衡组成的x-y图(3)相对挥发度法①挥发度定义:平衡分压与液相组成的比值若溶液为理想溶液，则其挥发度为：②相对挥发度定义：任意挥发组分与基准组分挥发度的比值对于双组分理想体系有：---------相平衡方程说明:α表示了物系分离的难易程度，α远离1，则易分离，

2、α=1，则该物系不能用普通的蒸馏方法分离。理想溶液----相对挥发度α变化不大，可取一平均值作为常数处理;非理想物系----α不能作为常数处理。◆相平衡常数与相对挥发度的关系◆压力对相平衡的影响P升高，t升高，下降，对分离不利，p下降，t下降，升高，对分离有利。5.非理想溶液的气液相平衡①在恒沸点处,α=1,故一般蒸馏方法不能使两组分分离。②非理想溶液，α随t(或浓度)变化较大,α不能作为常数。7.3简单蒸馏和平衡蒸馏7.3.1简单蒸馏（微分蒸馏，瑞利蒸馏）(1)简单蒸馏装置和操作方法nF,

3、zFnD3,xD3nD1,xD1nD2,xD2nW2,x2简单蒸馏(2)特点①间歇操作过程是一动态过程；②易挥发组分更多地传递到气相中去，釜液温度不断升高；③产品与釜液组成随时间而改变(降低）；④瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态。蒸馏过程的计算蒸馏过程是基于气液相平衡的传质过程同时伴有传热过程的发生质量衡算热量衡算相平衡关系(3)简单蒸馏的计算nW——釜内液相量，kmol；x——任一时刻液相组成；dnW——d时间内蒸发的釜液量,kmol；dnV——d时间内移出的蒸汽量,kmol，其组成为y，则

4、:①易挥发组分的物料衡算整理得：积分：若低压下，液相为理想溶液的双组分蒸馏，则有：说明:如果x,y之间的平衡关系不能用以上方程表达时，则需采用数值积分或图解法积分求解。②蒸馏产品的平均组成设nW为任一时刻的釜液量，kmol简单蒸馏，初始料液含轻组分0.6，重组分0.4（摩尔分数），每批料液1000kg。分别处理两种料液，第一种料液α＝2.41，第二种料液α＝12。均为理想体系。（1）当釜液重组分含量0.8时，蒸出多少料液？（2）蒸出料液组成如何？（0.665，0.335）（0.2，0.8）不理想

5、同理：第二种料液（0.90，0.10）（0.2，0.8）α＝2.41α＝12（0.2，0.8）（0.665，0.335）轻组分损失：重组分损失：（0.2，0.8）（0.9，0.1）轻组分损失：重组分损失：7.3.2平衡蒸馏（闪蒸）(1)闪蒸流程和操作方法常压，50%乙醇水混合物，泡点78℃，露点84℃题1:现将1.0MPa（a）50%乙醇水混合液，通过换热器加热至150℃，进入常压闪蒸罐.平衡蒸馏原理(2)特点①　连续操作；②　组成和温度恒定不变；③　进闪蒸罐的温度和闪蒸罐的压力对闪蒸结果有影响

6、温度和压力对平衡蒸馏的影响(3)平衡蒸馏的计算进料物流的流量qnF、组成zFi及温度TF、压力pF确定后，当闪蒸温度T、压力P确定后，可确定：汽化率e、两相流量及组成物料衡算相平衡关系热量衡算物料衡算：相平衡方程：归一方程：热量衡算：由物料衡算关系得：由i组分的物料衡算关系和相平衡关系得：设——汽化率对二元理想物系，略去下标：因为处于平衡状态，所以——操作线方程——相平衡方程给定压力与汽化率，可用图解法方便地确定闪蒸后的两相组成。图解过程：例7.2.1常压下将含苯50％（mol，下同）和甲苯50

7、％的混合液进行平衡蒸馏。物系的相对挥发度为2.47．设汽化率为2／3，试求此时汽液相产物的组成。解:由已知ZF=0.5e=2/3,即q=1-2/3=1/3,故物料衡算式和相平衡关系式为:分离效果不理想.简单蒸馏与平衡蒸馏比较例：将苯、甲苯混合物分别采用简单蒸馏和平衡蒸馏，苯的摩尔分数x=0.7，气化率e=1/3，体系相对挥发度2.47，试求两种蒸馏方式获得产品组成。x=0.642;y=0.816简单蒸馏平衡蒸馏简单蒸馏与平衡蒸馏比较简单蒸馏流程简单易于操作分离效果不理想，但优于平衡蒸馏间歇操作平

8、衡蒸馏流程简单易于操作分离效果不理想不适合热敏体系可以连续操作为实现高纯度分离,需要:①多次部分汽化②　多次部分冷凝图多次汽化或多次冷凝过程冷凝器冷凝器冷凝器再沸器再沸器再沸器作业：P1196、7