(9.5)--第一节讲稿化工原理绪论化工原理.ppt

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1、第第十十章章 蒸馏蒸馏一、概述一、概述二、拉乌尔定律二、拉乌尔定律三、挥发度和相对挥发度三、挥发度和相对挥发度四、气液相平衡图四、气液相平衡图五、非理想溶液五、非理想溶液第第一一节节 两组分溶液气液平衡两组分溶液气液平衡2023/12/291一、概述1、蒸馏的原理 利用混合物在一定压力下各组分相对挥发度的不同进行分离的一种单元操作。易挥发组分（轻组分A）：低沸点的组分 难挥发组分（重组分B）：高沸点的组分2023/12/292乙醇水体系的蒸馏分离乙醇水加热汽相:醇富集液相:水富集冷凝冷却乙醇产品废水2023/12/2932、蒸馏的分类按蒸馏方式 简单蒸馏 平衡蒸馏（闪蒸）精馏 特殊精馏 恒沸精

2、馏 萃取精馏 反应精馏较易分离的物系或对分离要求不高的物系难分离的物系很难分离的物系或用普通方法难以分离的物系2023/12/294按操作压强 常压 加压 减压 一般情况下多用常压 常压下不能分离或达不到分离要求 混合物中组分 双组分多组分 按操作方式 间歇 连续 2023/12/295二、拉乌尔定律 1、拉乌尔定律 溶液理想溶液非理想溶液 2023/12/296可由Antoine方程计算或从手册中查 当溶液沸腾时，溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和 由拉乌尔定律表示的气液平衡关系2023/12/297三、挥发度和相对挥发度1、挥发度 对纯液体，挥发度指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压 对混合

3、液，挥发度为组分在蒸气中分压和与之平衡的液相中的摩尔分率之比2023/12/298对于理想溶液：对于非理想溶液：2、相对挥发度 溶液中易挥发组分与难挥发组分的挥发度之比（）2023/12/299相对挥发度的数值可由实验测得 对理想溶液：理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两组分的饱和蒸汽压之比。当t变化时，两者之比变化不大，一般可将视为常数，计算时可取操作温度范围内的平均值。2023/12/2910若操作压强不高，气相遵循道尔顿分压定律 气液平衡方程 2023/12/2911由 知，时，组分A较B易挥发，可以用蒸馏方法分离挥发度差异愈大，愈有利于蒸馏操作。时，不能用普通蒸馏的方法分离混合液。

4、可作为混合液能否用蒸馏方法分离以及分离难易程度的判据。2023/12/2912四、汽液相平衡图 当二元物系处于气液相平衡时，描述平衡状态的变量是温度、总压和气液两相组成(x,y)。由相率可知，体系的自由度 f=C-p+2=2，所以当其中的两个状态变量一定，体系的状态便唯一确定下来。2023/12/2913两条线两条线三个区三个区三种点三种点1、温度、温度组成组成(图图)2023/12/2914露点线表示混合液的平衡温度和气相组成之间的关系，t-y线泡点线两条线表示混合液的平衡温度和液相组成之间关系，t-x线。2023/12/2915气相区气相区两相区两相区液相区液相区三个区三个区2023/12

5、/2916沸点（boiling point）泡点（bubble point）x越大，易挥发组分的含量越高，泡点温度越低。露点（dew point）y越大，易挥发组分含量越高，露点温度越低。AB2023/12/2917t t 汽汽液液两两相相平平衡衡时时，两两相相温温度度相相同同。此此时时，气气相相组组成成大大于液相组成；于液相组成；当当气气液液两两相相组组成成相相同同时时，气气相相露露点点温温度度总总是是高高于于液液相相的的泡点温度。泡点温度。2023/12/2918tExFxEyE t-x(y)图与蒸馏原理图与蒸馏原理2023/12/29192、x-y 图平衡线位于对角线的上方，平衡线偏离对

6、角线愈远，表示该溶液愈易分离。2023/12/2920五、非理想溶液 非理想溶液 最低恒沸点 如：乙醇-水，正丙醇-水 最高恒沸点 如：硝酸-水，氯仿-酮 正偏差溶液 负偏差溶液 最大正偏差溶液最大负偏差溶液2023/12/2921P-x(y)T-x(y)一般一般负偏差负偏差一般一般正偏差正偏差最大最大负偏差负偏差最大最大正偏差正偏差2023/12/2922乙醇水溶液相图乙醇水溶液相图2023/12/2923硝酸水溶液相图硝酸水溶液相图2023/12/2924说明：（1）具有较大偏差的非理想溶液，可能具有恒沸点。（2）在恒沸点处=1，故一般蒸馏方法不能使两组分分离。（3）恒沸点的组成随压力的变化而变化。（4）非理想溶液，随 t（或组成）变化较大，故这时 不能作为常数来处理。2023/12/2925