南京大学化工原理课件1

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1、蒸馏过程的分类操作方式：间歇和连续蒸馏。蒸馏方法：简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸）、精馏和特殊精馏等。精馏、特殊精馏。压强：常压、加压和减压精馏。组分数目：双组分和多组分精馏。第六章蒸馏第一节双组分溶液的汽液相平衡一、溶液的蒸气压与拉乌尔定律蒸气压：二、理想溶液汽液平衡理想与非理想体系理想体系气相是理想气体混合物，液相是理想溶液。（1）t~x（或y）图①两个端点②两条线③三个区tAy1x10ICHDGx(或y)ByxFt—x线t—y线yFx1.0FJ苯-甲苯的t-x(y)相图(总压p=101.3kPa)①理想物系，故y>x（），

2、②y～x曲线上各点对应于不同的温度。(2)y~x图1.00yx总压恒定y>xy=x苯-甲苯的x–y相图（二）理想溶液的t-x-y关系式理想溶液的t-x-y关系式例题6-1、6-2（三）相对挥发度与理想溶液的y-x关系式（1）挥发度（10-6）理想溶液，应用拉乌尔定律可得（2）相对挥发度（10-7）相平衡方程：(10-8)（三）相对挥发度与理想溶液的y-x关系式（10-7）（三）相对挥发度与理想溶液的y-x关系式讨论：①在图中平衡线上各点温度不同，所以、也不同，那么相对挥发度也不同，虽然温度对饱和蒸汽压影响大，但对理想溶液而

3、言，温度对的影响较小，故可在0~1区间内取平均值；从而用或或（三）相对挥发度与理想溶液的y-x关系式②一般情况下，y>x即α>1，③α=1时；④液体的正常沸点差越大，则相对挥发度也越大。三、非理想溶液汽液平衡关系(1)正偏差溶液1.00蒸汽压x正偏差严重时形成具有最低恒沸点的溶液00.20.40.60.81.08075706560tt/℃x(y)xy=xy00.20.40.60.81.01.00.90.80.70.6050.40.30.20.10苯-乙醇溶液相图（正偏差）苯－乙醇最低沸点tM＝68.3℃,xM=0.552。

4、对拉乌尔定律有正偏差的溶液常压下乙醇一水溶液三、非理想溶液汽液平衡关系(2)负偏差溶液fAB>fAA，fAB>fBB蒸汽压1.00x最高恒沸点的溶液00.20.40.60.81.07065605550tt/℃x(y)氯仿-丙酮溶液相图（负偏差）xy=xy00.20.40.60.81.01.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10氯仿－丙酮溶液的最高tM=64.5℃，xM=0.65。对拉乌尔定律有负偏差的溶液常压下氯仿一丙酮溶液第二节蒸馏与精馏原理一、简单蒸馏和平衡蒸馏（一）简单蒸馏y原料液x蒸气xD1xD

5、2xD3冷凝器t/Cx(y)01.0露点线泡点线xAyAxf第二节蒸馏与精馏原理一、简单蒸馏和平衡蒸馏（二）平衡蒸馏生产工艺中溶液的闪蒸分离是平衡蒸馏的典型应用。闪蒸操作流程：塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀闪蒸罐二、精馏原理（一）精馏塔内汽液两相的流动、传热与传质（二）理论塔板离开该塔板的两相在传热、传质方面都达到了平衡。相平衡关系：　　相平衡关系是传质过程趋向的目标，或所达到的热力学极限状态。（三）气、液相回流③回流的作用思考题：为什么只需要部分回流而不必全部回流？（唯有如此，塔顶和塔底才有产品，否则没

6、有工业意义）（四）精馏塔设备精馏塔是提供混合物气、液两相接触条件、实现传质过程的设备。板式精馏塔填料精馏塔第三节双组分连续精馏的计算与分析一、全塔物料衡算二、恒摩尔流假设恒摩尔气流V1=V2=...=Vn=V  V1'=V2'=...=Vm'=V'式中V----精馏段中上升蒸汽摩尔流量（kmol/h)；V'---提馏段中上升蒸汽摩尔流量（kmol/h）。V=V'（不一定）恒摩尔液流L1=L2=...=Ln=L  L1'=L2'=...=Ln'=L'式中L----精馏段中下降液体摩尔流量（kmol/h）；L'---提馏段中下

7、降液体摩尔流量（kmol/h）。恒摩尔流假设成立的条件:各组分的摩尔汽化潜热相等；气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；塔设备保温良好，热损失可也忽略。三、进料热状态参数q>1冷液进料q=1饱和液体q=0～1汽液混合物q<0过热蒸气q=0饱和蒸气四、操作线方程与q线方程(一)精馏段操作方程四、操作线方程与q线方程（二）提馏段操作方程f四、操作线方程与q线方程（三）V、V′F+L+V′=L＇+VV′=V+L′-L-F(L′-L)=qFV′=V+(q-1)F四、操作线方程与q线方程（四）R、R′及q的关系式四、操作线方程与

8、q线方程（四）q线方程(xF,xF)第一相线,q>1,冷液体进料；垂直线,q=1,泡点进料；第二相线,01q=10