化工原理——蒸馏.ppt

《化工原理——蒸馏.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第六章蒸馏第一节双组分溶液的气液相平衡第二节蒸馏与精馏原理第三节双组分连续精馏的计算与分析第五节恒沸精馏与萃取精馏第四节间歇精馏第六节板式塔1蒸馏在化工生产中的应用分离多组分混合物；某一组分的提纯；有用组分的回收。目的：广泛性：液体混合物；气体混合物；固体混合物。234蒸馏过程的分离依据依据：蒸馏是利用混合物中各组分挥发性的差异。易挥发组分(或轻组分):挥发性高的组分，以A表示；难挥发组分(或重组分):挥发性低的组分，以B表示。蒸馏过程液体混合物加热部分汽化液相：xA,xB汽相：yA,yB液相冷凝5必有：y

2、A>xA,yB

3、，kPaA、B、C—纯组分液体的饱和蒸汽压，kPa9理想溶液与拉乌尔定律拉乌尔定律：在一定温度下，汽相中任一组分的分压等于此纯组分在该温度下的蒸汽压乘以它在溶液中的摩尔分率。理想溶液：微观：fAB=fAA=fBB；宏观：体积和不变，无热效应。pA=pAoxApB=pBoxB=pBo（1-xA）10pA、pB—溶液上方A和B两组分的平衡分压，Papao、pBo—同温度下，纯组分A和B的饱和蒸汽压，Pa；xA、xB—分别为混合液组分A和B的摩尔分率二、理想溶液气液相平衡（一）理想溶液t~y~x关系式理想液体pA

4、=pAoxApB=pBoxB=pBo（1-xA）理想气体11——汽液两相平衡组成间的关系——泡点方程—露点方程12（二）t~y~x图与y~x图三个区：液相区，过冷液体气相区，过热蒸汽两相区，气液共存两相区特点：两相温度相同y>x两条线：液相线（泡点线）气相线（露点线）组成相同，t露点>t泡点13对角线y=x为辅助曲线，y>x，平衡线在对角线之上；x~y线上各点温度不同；平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越易分离。14压力对t~xA（yA）图及x~y图的影响压力增加，平衡线靠近对角线，分离难度大15（三

5、）相对挥发度与理想溶液的y－x关系组分的挥发度:是该物质挥发难易程度的标志，表示。pA、pB——汽液平衡时，组分A,B在气相中的分压；xA、xB——汽液平衡时，组分A,B在液相中的摩尔分率。混合液某组分挥发度:1.挥发度纯组分的挥发度：=pAo16理想溶液则:2.相对挥发度(以α表示)理想气体：或：一般物系：173.理想溶液的气液相平衡方程式代入——相平衡方程讨论:α的物理意义：汽相中两组分组成之比是液相中两组分组成之比的倍数。其值标志着分离的难易程度。18若α=1，则普通蒸馏方式将无法分离此混合物。α

6、<1,则重新定义轻组分与重组分，使α>1。平均相对挥发度αm。三、非理想溶液气液相平衡（一）对拉乌尔定律有正偏差的溶液（1）无恒沸点的溶液如甲醇-水溶液pA>pA理，pB>pB理，介于pAo、pBo之间。19（2）有最低恒沸点的溶液如乙醇-水（二）对拉乌尔溶液有负偏差的溶液（1）无恒沸点溶液如氯仿-苯溶液pA

7、2xD3冷凝器特点：间歇、非定态，R=0一、简单蒸馏与平衡蒸馏23（二）平衡蒸馏特点：可连续；定态；单级。分离器塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀24二、精馏原理（一）精馏塔内气液两相的流动、传热与传质25精馏原理：多次部分冷凝、多次部分汽化、液相回流及上升蒸气。进料板：原料液进入的那层塔板精馏段：进料板以上的塔段提馏段：进料板以下（包括进料板）的塔段塔顶冷凝器和塔低再沸器26yn-1*xn+1*n+1nn-1tn+1tntn-1xn-1yn+1xnyn（二）塔板上气液两相的传质与传热27——两相

8、传热——两相传质液相中的易挥发组分部分汽化向气相传递；气相中的难挥发组分部分冷凝向液相传递；平衡：离开该级的气液两相温度相等；理论级：离开该级的气液两相组成相平衡。28问题：1.精馏过程的能耗在何处？无液相回流，分离结果如何？无气相回流，分离结果如何？（三）回流作用连续精馏的充分必要条件：最上要有高纯度易挥发组分的液相：液相回流最下要有高纯度难挥发组分的气相：气相回流(上升蒸气)29第三节双组分连续精馏的计算与分