液液萃取 幻灯片.ppt

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1、液液萃取 1 1第1页，共56页，编辑于2022年，星期一内内内内 容容容容 1 1。绪论。绪论2 2。单级平衡过程。单级平衡过程 相平衡相平衡 多组分物系的泡点和露点计算多组分物系的泡点和露点计算 闪蒸过程的计算闪蒸过程的计算 液液平衡过程的计算液液平衡过程的计算 多相平衡过程多相平衡过程3 3。多组分精馏和特殊精馏。多组分精馏和特殊精馏 多组分精馏过程多组分精馏过程 萃取精馏和共沸精馏萃取精馏和共沸精馏 反应精馏反应精馏 加盐精馏加盐精馏第2页，共56页，编辑于2022年，星期一内内内内内内 容容容容容容 4 4。液液萃取。液液萃取 萃取过程与萃取剂萃取过程与萃取剂 液液萃取过程的计算液液

2、萃取过程的计算5 5。分离过程及设备的选择与放大。分离过程及设备的选择与放大 传质设备的选择传质设备的选择 分离过程的选择分离过程的选择第3页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1 1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 1.1 1.1 分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用1.1.1 1.1.1 分离过程的重要性分离过程的重要性（1 1）分离过程定义）分离过程定义 将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作。将混合物分成组成互不相同的两种或几种产品的操作。分离装置的费用占总投资的分离装置的费用占总投资的50%-

3、90%50%-90%。乙烯连续水合生产乙醇：对反应产物进行分离；未反应物循环利用乙烯连续水合生产乙醇：对反应产物进行分离；未反应物循环利用1.1.2 1.1.2 分离过程在清洁工艺中的地位和作用分离过程在清洁工艺中的地位和作用清洁工艺：合理利用资源，减少甚至消除废料的产生清洁工艺：合理利用资源，减少甚至消除废料的产生第4页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 1 1 1 1 章章章章 绪绪绪绪 论论论论 1.1 1.1 分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用1.1.1 1.1.1 分离过程的重要性分离过程的重要性清洁工艺清洁工艺：合理利用资源，

4、减少甚至消除废料的产生：合理利用资源，减少甚至消除废料的产生绿色化学与化工绿色化学与化工：为实现资源高效率的利用、减少与消除有害物质对人类：为实现资源高效率的利用、减少与消除有害物质对人类 健康与环境的威胁所作出的化学过程与产品的设计、开健康与环境的威胁所作出的化学过程与产品的设计、开 发和生产。发和生产。化工过程强化技术化工过程强化技术：在实现既定生产目标前提下，大幅度减小生产设备尺：在实现既定生产目标前提下，大幅度减小生产设备尺 寸、简化工艺流程、减少装置数目，使工厂布局更加紧寸、简化工艺流程、减少装置数目，使工厂布局更加紧 凑合理，单位能耗、废料、副产品显著减少的技术。凑合理，单位能耗、

5、废料、副产品显著减少的技术。第5页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 1 1 1 1 章章章章 绪绪绪绪 论论论论 1.1 1.1 分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用1.1.1 1.1.1 分离过程的重要性分离过程的重要性清洁工艺清洁工艺：合理利用资源，减少甚至消除废料的产生：合理利用资源，减少甚至消除废料的产生闭路循环系统是清洁工艺的重要方面。闭路循环系统是清洁工艺的重要方面。使废物最小化的方法使废物最小化的方法：废物直接再循环；进料提纯；除去分离过程中加入：废物直接再循环；进料提纯；除去分离过程中加入的附加物质；附加分离与再循环系统的

6、附加物质；附加分离与再循环系统第6页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1 1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 1.1 1.1 分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用分离过程的地位和作用1.1.1 1.1.1 分离过程的重要性分离过程的重要性清洁工艺清洁工艺：合理利用资源，减少甚至消除废料的产生：合理利用资源，减少甚至消除废料的产生第7页，共56页，编辑于2022年，星期一第8页，共56页，编辑于2022年，星期一第9页，共56页，编辑于2022年，星期一第10页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1

7、1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 1.2 1.2 传质分离过程的分类和特征传质分离过程的分类和特征传质分离过程的分类和特征传质分离过程的分类和特征分离过程：分离过程：（1 1）机械分离：过滤、沉降、旋风分离）机械分离：过滤、沉降、旋风分离（2 2）传质分离：平衡分离过程、速率分离过程）传质分离：平衡分离过程、速率分离过程1.2.1 1.2.1 平衡分离过程平衡分离过程分离媒介（分离剂）分离媒介（分离剂）：热能、溶剂或吸附剂：热能、溶剂或吸附剂能量媒介能量媒介物质媒介物质媒介萃取精馏萃取精馏吸收蒸出（精馏吸收）吸收蒸出（精馏吸收）共沸精馏共沸精馏液液萃取；超临界流体萃取技术液液萃取；

8、超临界流体萃取技术第11页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1 1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 1.2.2 1.2.2 速率分离过程速率分离过程利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离利用各组分扩散速率的差异实现组分的分离膜分离：微滤、超滤、反渗透、渗析和电渗析膜分离：微滤、超滤、反渗透、渗析和电渗析1.3 1.3 分离过程的集成化分离过程的集成化1.3.1 1.3.1 反应过程与分离过程的耦合反应过程与分离过程的耦合化学吸收：吸收与反应化学吸收：吸收与反应化学萃取：萃取与反应化学萃取：萃取与反应反应精馏：精馏与反应反应精馏：精馏与反应1.3.2 1

9、.3.2 分离过程与分离过程的耦合分离过程与分离过程的耦合萃取结晶：萃取与结晶萃取结晶：萃取与结晶吸附蒸馏：吸附与蒸馏吸附蒸馏：吸附与蒸馏 第12页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 1 1 1 1 章章章章 绪绪绪绪 论论论论 1.3.3 1.3.3 过程的集成过程的集成一、传统分离过程的集成一、传统分离过程的集成二、传统分离过程与膜分离的集成二、传统分离过程与膜分离的集成渗透蒸发和精馏集成渗透蒸发和精馏集成1.4 1.4 设计变量设计变量 N Ni i=N Nv v N Nc cN Nv v:独立变量数独立变量数N Nc c：约束关系数（独立方程式数目）：约束关系数（独立方程式数

10、目）第13页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1 1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 1.4 1.4 设计变量设计变量 f f=C C +2(+2(f f=C C P P+2)+2)自由度指强度性质的变量自由度指强度性质的变量约束关系式包括：物料平衡式；能量平衡式；相平衡关系式；内在关系式约束关系式包括：物料平衡式；能量平衡式；相平衡关系式；内在关系式MESH MESH 方程方程E E 相平衡相平衡 c(c(-1)-1)1 1相相 A A1 1 B B1 1 C C1 12 2相相 A A2 2 B B2 2 C C2 23 3相相 A A3 3 B

11、B3 3 C C3 3第14页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1 1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 作业：对乙苯和三种二甲苯混合物的分离方法进行选择。作业：对乙苯和三种二甲苯混合物的分离方法进行选择。（1 1）列出间二甲苯和对二甲苯的有关性质：沸点、熔点、临界温度、临）列出间二甲苯和对二甲苯的有关性质：沸点、熔点、临界温度、临 界压力、偏心因子、偶极矩界压力、偏心因子、偶极矩，利用哪些性质的差别进行该二元，利用哪些性质的差别进行该二元 物系的分离是最好的？物系的分离是最好的？（2 2）为什么使用精馏方法分离间二甲苯和对二甲苯是不适宜的？）为什么使用

12、精馏方法分离间二甲苯和对二甲苯是不适宜的？（3 3）为什么工业上选择熔融结晶和吸附分离间二甲苯和对二甲苯？）为什么工业上选择熔融结晶和吸附分离间二甲苯和对二甲苯？第15页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1 1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 教材：教材：教材：教材：刘家祺刘家祺.分离过程分离过程.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，20052005参考书：参考书：1.1.陈洪钫，刘家祺陈洪钫，刘家祺.化工分离过程化工分离过程.北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，199519952.2.蒋维钧蒋维钧.新型传质分离技术新型传质分离技术.北

13、京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，199719973.3.邓修，吴俊生，化工分离工程，科学出版社，邓修，吴俊生，化工分离工程，科学出版社，200020004.Seader,J.D.,Henley,E.J.Separation Process 4.Seader,J.D.,Henley,E.J.Separation Process Principles.New York:Wiley.Principles.New York:Wiley.5.5.朱自强，超临界流体技术朱自强，超临界流体技术 原理和应用，化学工业出版社，原理和应用，化学工业出版社，200120016.6.陈维扭，超临界流体萃取的

14、原理和应用，化学工业出版社，陈维扭，超临界流体萃取的原理和应用，化学工业出版社，20002000第16页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1 1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 考核方式：考核方式：考核方式：考核方式：1.1.平时作业；平时作业；2.2.考试（开卷，时间：第考试（开卷，时间：第8 8周，五月一日左右结束）周，五月一日左右结束）3.3.大作业（综述：特殊精馏（如催化精馏、萃取精馏、吸附大作业（综述：特殊精馏（如催化精馏、萃取精馏、吸附 精馏、恒沸精馏等）新方法或新技术、液液萃取、超临界精馏、恒沸精馏等）新方法或新技术、液液萃取、超临界 萃

15、取、其它化工过程强化新方法或新技术（如结构化催化萃取、其它化工过程强化新方法或新技术（如结构化催化 剂与反应器、燃煤烟气脱硝中的应用）；新型节能减排技术；计算剂与反应器、燃煤烟气脱硝中的应用）；新型节能减排技术；计算机程序与综述选择其中之一）机程序与综述选择其中之一）第17页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 1 1 1 1 1 1 章章章章章章 绪绪绪绪绪绪 论论论论论论 1.4 1.4 设计变量设计变量 f f=C C +2(+2(f f=C C P P+2)+2)自由度指强度性质的变量自由度指强度性质的变量约束关系式包括：物料平衡式；能量平衡式；相平衡关系式；内在关系式约束

16、关系式包括：物料平衡式；能量平衡式；相平衡关系式；内在关系式MESH MESH 方程方程E E 相平衡相平衡 c(c(-1)-1)1 1相相 A A1 1 B B1 1 C C1 12 2相相 A A2 2 B B2 2 C C2 23 3相相 A A3 3 B B3 3 C C3 3第18页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.1.1 2.1.1 相平衡关系相平衡关系相平衡关系相平衡关系 相平衡条件相平衡条件 汽液平衡关系汽液平衡关系 液液平衡关系液液平衡关系第19

17、页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.1.1 相平衡关系相平衡关系 相平衡常数相平衡常数 分离因子分离因子 （相对挥发度）（相对挥发度）选择度选择度第20页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 3.气相逸度系数：气相逸度系数：维里方程维里方程第21页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡

18、过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 3.气相逸度系数：气相逸度系数：维里方程维里方程B Bii ii 采用采用PrausnitzPrausnitz修正式：修正式：对非极性组分对非极性组分 （为偏心因子）：为偏心因子）：对极性组分对极性组分 （H H 为极性组分异质同态物的偏心因子，所谓异质同态物是为极性组分异质同态物的偏心因子，所谓异质同态物是 指分子形状和大小与极性组分类似的非极性组分，指分子形状和大小与极性组分类似的非极性组分，为缔为缔 合系数）合系数）第22页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程

19、单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 3.3.气相逸度系数：气相逸度系数：气相逸度系数：气相逸度系数：维里方程（适用于中低压物系）维里方程（适用于中低压物系）第23页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 2 2 2 2 章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 三三三三.活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式作业作业作业作业1 1 1 1：推导：推导：推导：推导作业作业作业作业2 2 2 2：（见习题（见习题（见习题（见习题 1 1 1 1

20、，P.85)P.85)P.85)P.85)作业作业作业作业3 3 3 3：（见习题（见习题（见习题（见习题 2 2 2 2，P.85)P.85)P.85)P.85)第24页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 三三三三.活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式作业作业作业作业3 3 3 3：关于：关于：关于：关于 Wilson Wilson Wilson Wilson

21、方程方程方程方程1 1 1 1。汽相为理想气体，液相为理想溶液。汽相为理想气体，液相为理想溶液。汽相为理想气体，液相为理想溶液。汽相为理想气体，液相为理想溶液第25页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 三三三三.活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式2 2 2 2。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。汽相为理想气体，液相为非理想溶液。

22、汽相为理想气体，液相为非理想溶液第26页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 三三三三.活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式3 3 3 3。汽相为理想溶液，液相为理想溶液。汽相为理想溶液，液相为理想溶液。汽相为理想溶液，液相为理想溶液。汽相为理想溶液，液相为理想溶液路易士路易士路易士路易士-兰德规则兰德规则兰德规则兰德规则 或或或或 逸度规则逸度规则逸度规则逸度规则

23、第27页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 三三三三.活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式4 4 4 4。汽相为理想溶液，液相为非理想溶液。汽相为理想溶液，液相为非理想溶液。汽相为理想溶液，液相为非理想溶液。汽相为理想溶液，液相为非理想溶液第28页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 2 2 2 2 章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过

24、程 三三三三.活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式活度系数法计算汽液平衡常数的简化形式例例 2-1 2-1 计算乙烯在计算乙烯在311 K 311 K 和和 3444.2 kPa 3444.2 kPa下的汽液平衡常数（下的汽液平衡常数（实测值实测值 K Kc=c=1.726=1.726）（1 1）汽相按理想气体，液相按理想溶液）汽相按理想气体，液相按理想溶液（2 2）汽液相均按理想溶液）汽液相均按理想溶液（3 3）列线图法）列线图法例例2-2 2-2 已知在已知在0.1013MPa 0.1013MPa 压力下甲醇（压力下甲

25、醇（1 1）-水（水（2 2）二元系的汽液平衡数）二元系的汽液平衡数 据。其中一组数据为：平衡温度据。其中一组数据为：平衡温度T=71.29 T=71.29，液相组成，液相组成x x1 1=0.6=0.6，气，气 相组成相组成y y1 1=0.8287(=0.8287(摩尔分数）。试计算汽液平衡常数，并与实测值摩尔分数）。试计算汽液平衡常数，并与实测值 比较。比较。第29页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 四四四四.两种计算方法的比较两种计算方法的比较两种计算方法的比

26、较两种计算方法的比较（1 1）状态方程法）状态方程法 不需要基准态；只需要不需要基准态；只需要 P PV V-T T 数据；可以应用对比状态理论；可以数据；可以应用对比状态理论；可以 用在临界区；用在临界区；没有一个状态方程能完全适用于所有的密度范围；受混合规则的影响没有一个状态方程能完全适用于所有的密度范围；受混合规则的影响 很大；对于极性物质、大分子化合物和电解质系统很难应用很大；对于极性物质、大分子化合物和电解质系统很难应用（2 2）活度系数法）活度系数法 简单的液体混合物的模型已能满足要求；温度的影响主要体现在简单的液体混合物的模型已能满足要求；温度的影响主要体现在f fi iL L

27、上上 ，而不在，而不在 r ri i 上；对许多类型的混合物，包括聚合物、电解质系统都上；对许多类型的混合物，包括聚合物、电解质系统都 能应用。能应用。需用其他的方法获得液体的偏摩尔体积（在高压计算中）；在含有超需用其他的方法获得液体的偏摩尔体积（在高压计算中）；在含有超 临界组分的系统应用不够方便；难以在临界区内应用临界组分的系统应用不够方便；难以在临界区内应用第30页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.1.3.2.1.3.液液平衡液液平衡 液液平衡是萃取过程、三

28、相精馏、非均相共沸精馏的理论基础；液液平衡是萃取过程、三相精馏、非均相共沸精馏的理论基础；二元系二元系 上临界混溶温度上临界混溶温度(UCST)(UCST)、下临界混溶温度、下临界混溶温度(LCST)(LCST)三元系三元系 四元系四元系 第31页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.2.2.2.多组分物系的泡点和露点计算多组分物系的泡点和露点计算 单级汽液平衡系统自由度：单级汽液平衡系统自由度：f=c P+2=c 2+2=c f=c P+2=c 2+2=c 泡露点计

29、算分四种类型：泡露点计算分四种类型：泡点温度：泡点温度：p p,x x1 1,x x2 2,.,.,x xc c;求求 T T,y y1 1,y y2 2,.,.y yc c 泡点压力：泡点压力：T T,x x1 1,x x2 2,.,.,x xc c;求求 P P,y y1 1,y y2 2,.,.y yc c 露点温度：露点温度：p p,y y1 1,y y2 2,.,.y yc c;求求 T T,x x1 1,x x2 2,.,.,x xc c 露点压力：露点压力：T T,y y1 1,y y2 2,.,.y yc c;求求 P P,x x1 1,x x2 2,.,.,x xc c 第3

30、2页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.2.1 2.2.1 泡点温度和压力的计算泡点温度和压力的计算 相平衡关系相平衡关系 浓度总和式：浓度总和式：汽液平衡常数关联式汽液平衡常数关联式第33页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.2.1 2.2.1 泡点温度和压力的计算泡点温度和压力的计算 平衡常数与组成无关的泡点温度计算平衡常数与组成无关

31、的泡点温度计算第34页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.2.1 2.2.1 泡点温度和压力的计算泡点温度和压力的计算 例例2-3 2-3 确定含正丁烷（确定含正丁烷（1 1）0.150.15、正戊烷（、正戊烷（2 2）0.40.4和正己烷（和正己烷（3 3）0.450.45 （均为摩尔分数）之烃类混合物在（均为摩尔分数）之烃类混合物在 0.2 MPa 0.2 MPa 压力下的泡点温度。压力下的泡点温度。（利用（利用 p pT TK K 图）图）（说明所设温度偏低？

32、）（说明所设温度偏低？）第35页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.2.1 2.2.1 泡点温度和压力的计算泡点温度和压力的计算 平衡常数与组成有关的泡点计算平衡常数与组成有关的泡点计算 关键是关键是 调整调整 T TNewton Raphson 法第36页，共56页，编辑于2022年，星期一第37页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 2 2 2 2 章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.2.1 2.2.1 泡点温度和压力的计算泡

33、点温度和压力的计算 例例2-52-5：丙酮（丙酮（1 1）-丁酮丁酮 （2 2）-乙酸乙酯（乙酸乙酯（3 3）三元混合物所处压力）三元混合物所处压力 为为2026.5 kPa2026.5 kPa，液相组成（摩尔分数）为，液相组成（摩尔分数）为x x1 1=x=x2 2=0.3=0.3，x x3 3=0.4=0.4。试用活度系数法计算泡点温度（逸度系数用维里方程计算；活度系数试用活度系数法计算泡点温度（逸度系数用维里方程计算；活度系数 用用 Wilson Wilson 方程计算）。方程计算）。(作业）作业）第38页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 2 2 2 2 章章章章 单级平衡过

34、程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3 2.3 闪蒸过程的计算闪蒸过程的计算 闪蒸是连续单级蒸馏过程。离开闪蒸罐的汽液两相处于平衡状态。闪蒸是连续单级蒸馏过程。离开闪蒸罐的汽液两相处于平衡状态。第39页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3 2.3 闪蒸过程的计算闪蒸过程的计算每一组分物料衡算式总物料衡算式焓平衡关系第40页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 2 2 2 2 章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3.1 2

35、.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程 汽液平衡常数与组成无关汽液平衡常数与组成无关 规定变量规定变量 T T,P P每一组分物料衡算式汽相分率第41页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3.1 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程 汽液平衡常数与组成无关汽液平衡常数与组成无关 规定变量规定变量 T T,P PRachford-Rice 方程第42页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章

36、章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3.1 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程 汽液平衡常数与组成无关汽液平衡常数与组成无关 规定变量规定变量 T T,P PRachford-Rice 方程第43页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第 2 2 2 2 章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3.1 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程 汽液平衡常数与组成无关汽液平衡常数与组成无关 核实闪蒸问题是否成立核实闪蒸问题是否成立闪蒸问题成立闪蒸问题成立第44页，共56页，编辑于20

37、22年，星期一第第第第 2 2 2 2 章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3.1 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程 汽液平衡常数与组成无关汽液平衡常数与组成无关 例例2-8 2-8 进料流率为进料流率为 1000 kmol/h 1000 kmol/h 的轻烃混合物，其组成为：丙烷的轻烃混合物，其组成为：丙烷（1 1）30%30%；正丁烷；正丁烷 （2 2）10%10%；正戊烷；正戊烷 （3 3）15%15%；正己烷；正己烷 （4 4）45%45%（摩尔分数）。求在（摩尔分数）。求在 50 50 和和200 kPa 200 kPa 条件下闪蒸

38、的汽、液条件下闪蒸的汽、液 组成及流率。组成及流率。第45页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3.1 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程 汽液平衡常数与组成有关汽液平衡常数与组成有关 例例2-9 2-9 闪蒸罐压力为闪蒸罐压力为 85.46 kPa 85.46 kPa，温度为，温度为 50 50，进入闪蒸罐物料，进入闪蒸罐物料 组成（摩尔分数）为乙酸乙酯（组成（摩尔分数）为乙酸乙酯（1 1）0.330.33，丙酮（，丙酮（2 2）0.340.

39、34，甲醇，甲醇(3)(3)0.33 0.33。试求汽相分率及汽液相平衡组成。（大作业）。试求汽相分率及汽液相平衡组成。（大作业）第46页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3.1 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程 汽液平衡常数与组成无关汽液平衡常数与组成无关 例例2-8 2-8 进料流率为进料流率为 1000 kmol/h 1000 kmol/h 的轻烃混合物，其组成为：丙烷的轻烃混合物，其组成为：丙烷（1 1）30%30%；正丁烷；正丁烷

40、 （2 2）10%10%；正戊烷；正戊烷 （3 3）15%15%；正己烷；正己烷 （4 4）45%45%（摩尔分数）。求在（摩尔分数）。求在 50 50 和和200 kPa 200 kPa 条件下闪蒸的汽、液条件下闪蒸的汽、液 组成及流率。组成及流率。第47页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.3.1 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程等温闪蒸和部分冷凝过程 汽液平衡常数与组成有关汽液平衡常数与组成有关第48页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2

41、 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.4.1 2.4.1 二元液液系统二元液液系统第49页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.4.1 2.4.1 二元液液系统二元液液系统例例 2-12 2-12 已知已知 20 20 正丁醇正丁醇(1)(1)水水(2)(2)二元液液平衡二元液液平衡 NRTL NRTL方程参数值方程参数值 g g1212 g g2222=-2496.8 J/mol=-2496.8

42、 J/mol，g g1212 g g1111=12333.5 J/mol=12333.5 J/mol，第三参数，第三参数 a12 a12=0.2=0.2，计算该温度下的相互溶解度。（大作业），计算该温度下的相互溶解度。（大作业）第50页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.4.2 2.4.2 三元液液系统三元液液系统第51页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过

43、程单级平衡过程 2.4.2 2.4.2 三元液液系统三元液液系统溶质溶质B B 萃取因子萃取因子第52页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.4.2 2.4.2 三元液液系统三元液液系统第53页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.4.2 2.4.2 三元液液系统三元液液系统例例 2-13 2-13 以甲基异丁酮为溶剂以甲基异丁酮为溶剂 （C

44、)C)，从含醋酸，从含醋酸(B)(B)质量分数质量分数 8%8%的水的水(A)(A)溶液中萃取醋酸。萃取温度溶液中萃取醋酸。萃取温度 25 25，进料量，进料量 13 500 kg/h 13 500 kg/h。若萃余液仅含质量分数为若萃余液仅含质量分数为 1%1%的醋酸，问单级操作时溶剂的需要量是多少？的醋酸，问单级操作时溶剂的需要量是多少？第54页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.4.3 2.4.3 多元液液系统多元液液系统第55页，共56页，编辑于2022年，星期一第第第第第第 2 2 2 2 2 2 章章章章章章 单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程单级平衡过程 2.5 2.5 多相平衡过程多相平衡过程第56页，共56页，编辑于2022年，星期一