化工原理课件――蒸馏.ppt

《化工原理课件――蒸馏.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、6.1概述(1)蒸馏在工业上的应用1）石油炼制工业(原油汽油、煤油、柴油等）；2）石油化工工业（基本有机原料、石油裂解气等分离）；3）空气的分离（氧气、氮气的制备）；4）食品加工及医药生产。(2)蒸馏的目的和依据目的：均相液体混合物的分离。依据：利用液体混合物中各组分在一定温度下挥发能力的差异。第6章蒸馏混合物中较易挥发的组分——易挥发组分A混合物中较难挥发的组分——难挥发组分B例：乙醇—水溶液(3)蒸馏过程必要条件①通过加热或冷却使混合物形成气、液两相共存体系，为相际传质提供必要的条件；②各组分间挥发能力差异足够大，以保证蒸馏过程的传质推动力。(4)分类①

2、按组分数分类:双组分蒸馏；多组分蒸馏。②按操作方式分类:间歇蒸馏—简单蒸馏；连续蒸馏—平衡蒸馏、精馏。③按操作压力分类：常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏。本章以双组分连续精馏为重点。精馏装置示意图6.2溶液的气、液相平衡蒸馏过程：气液两相间的传质过程；过程的极限：气、液相平衡。相平衡关系：两相或多相接触达物理平衡时，各相组成之间的关系。6.2.1气、液相平衡的自由度根据相律有：对于双组分物系的气液平衡：即双组分物系气、液相平衡的自由度为2。对多组分物系的气、液相平衡的自由度为组分数C。双组分物系的独立变量：汽相组成y、液相组成x、温度T、压力P。可见：规定其中的两

3、个，则系统平衡状态即定。一般蒸馏压力恒定，故仅有一个自由度。6.2.2溶液气、液相平衡的条件及表示方法（1）多组分体系相平衡的条件所有各相的温度、压力及每一个组分的化学势相等。故：气、液两相平衡条件可表示如下：经热力学推导得到：（2）体系相平衡的表示方法组分i的气、液相平衡常数6.2.3理想体系的气、液相平衡关系理想体系：气相符合道尔顿（Dalton）分压定律；液相全部浓度范围内服从拉乌尔（Raoult）定律。（1）平衡常数法对理想体系：则:可由Antoine公式确定：说明：①理想体系的相平衡常数仅与体系的温度有关；②互呈平衡的气、液相组成符合归一方程，即③泡

4、点计算利用归一方程给定系统的操作压力以及混合物的组成xi时，即可求该体系在压力p下的泡点tb。输入:pxi；Antoine常数Tb初值pi0Kiyi,=yi-1N输出：Tb,xi,yi结束YTb=Tb-fn/fn’计算步骤：④露点计算利用归一方程给定系统的操作压力以及气相组成yi时，即可确定该体系在压力p下的露点td。对双组分理想体系：于是有：关于平衡计算的说明：（1）已知P、t，求相互平衡的x、y，不必试差t→pA0,pB0→x,y（2）已知x，求与之平衡的y,t或已知y求与之平衡的x,t，试差计算试算过程为：假设tx判断xy假设txy判断yx（2）相图

5、①温度-组成图（t-x-y）①曲线t-x表示恒定压力下，饱和液体组成与泡点的关系，称为饱和液体线或泡点曲线。②曲线t-y表示恒定压力下，饱和蒸气的组成和露点的关系，称为饱和蒸气线或露点曲线。③在t-x线下方为过冷液相区。④在t-y线上方为过热气相区。⑤在两线之间为两相共存区，即气、液相平衡区。图线说明：t/℃x(y)t-xt-yp=101.3kPatFFGtGECxCDyDtEIJtItJx001.01001108090苯-甲苯温度-组成图从过冷液体至过热气体的变化过程说明：（1）部分汽化和部分冷凝均可起到分离作用；（2）全部汽化和全部冷凝没有分离作用；（3）

6、不断的部分汽化和冷凝可使分离程度不断提高；（4）蒸馏操作应处于汽液两相区内。二元混合物与纯液体的差别：（1）泡点与浓度有关，其值在A，B组分沸点范围之内。（2）总组成相同，其泡点和露点（冷凝点）温度不同。压力对温度组成图的影响②气、液平衡组成的x-y图标绘：略去温度坐标，依x-y的对应关系做图，得x-y图。说明：（1）组成均以易挥发组分的组成表示，故曲线位于对角线上方（2）平衡线上不同点代表一个气、液平衡状态，即对应一组x、y、t，且y(或x)越大，t愈低。（3）平衡线距对角线越远，物系越易分离。（4）压力增加，平衡线靠近对角线。（3）相对挥发度法a）挥发度纯

7、组分：用饱和蒸汽压表示其挥发的难易程度。混合物：平衡分压与液相组成的比值为液相混合物的挥发度。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则有：略去下标，则有：——相平衡方程。说明：①α表示了物系分离的难易程度，α远离1，物系易分离，α≈1或α=1，则该物系不能用普通的蒸馏方法分离。②对于非理想物系，α不能作为常数处理。③对于理想溶液，相对挥发度α变化不大，可取一平均值作为常数处理，相平衡关系简单。或④相平衡常数与相对挥发度的关系在进行多组分精馏计算时，常利用相平衡常数表示相平衡关系。对于低压下，

8、液相为理想溶液的物系，则有：或Ki也可