大学化工原理第六章蒸馏

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1、主讲：杨虎Tel:13881419522E-Mail:yanghu67@163.com第六章蒸馏教学要求§6-0概述§6-1两组分溶液的汽液平衡§6-2平衡蒸馏与简单蒸馏§6-3精馏原理和流程§6-4两组分连续精馏的计算§6-5间歇精馏§6-6特殊精馏复习教学要求重点：两组分的相平衡关系；两组分连续精馏的计算；影响精馏过程的主要因素。覆盖内容：两组分物系的汽液平衡关系，t-x-y图,x-y图，拉乌尔定律，泡点方程、露点方程、相对挥发度及其影响因素；精馏原理；双组分连续精馏塔的物料衡算，恒摩尔流假设，理论板的概念，操作线方程，进料热状况，q的意义及计算，最小回流比的概念及确

2、定，回流比对精馏过程的影响，理论板数的确定（图解法，逐板计算法及简捷法）；点效率、板效率和塔效率的概念，实际塔板数的确定；精馏装置的热衡算；平衡蒸馏、简单蒸馏的特点及计算，间歇精馏的特点及计算步骤；恒沸精馏、萃取精馏的概念；精馏塔全塔效率及点效率的测定方法。材料与化学工程系化学工程教研室2化工原理蒸馏§6-0概述蒸馏定义与术语轻组分——低沸点组分重组分——高沸点组分特点：直接获得——产品，蒸馏操作流程较为简单。应用广泛，历史悠久。可分离液体混合物、气体混合物。蒸馏——能量消耗大。AB加热A轻组分B重组分材料与化学工程系化学工程教研室3化工原理蒸馏§6-0概述蒸馏的分

3、类：本章重点讨论常压下双组分连续精馏的原理和计算按操作流程按操作压强按待分离混合物中组分的数目按蒸馏方式简单蒸馏平衡蒸馏精馏特殊精馏间歇精馏连续精馏常压蒸馏减压蒸馏加压蒸馏双组分精馏多组分精馏材料与化学工程系化学工程教研室4化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡物质迁移：高化学位→低化学位。§6-1-1两组分理想物系的汽——液平衡一、相律强度性质：t、P、yA、yB、xA、xB浓度约束方程有：yA+yB=1xA+xB=11)P=constant:yA=f(t)、xB=f(t);2)t=constant:yA=f(P)、xB=f(P);二、理想物系与拉乌尔定律1.理想物系

4、：溶液——理想溶液，气体——理想气体2.拉乌尔定律AB加热A轻组分B重组分材料与化学工程系化学工程教研室5化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡拉乌尔定律示意图理想气体：对理想溶液，E=在溶液温度下纯A组分的饱和蒸汽压在溶液温度下纯B组分的饱和蒸汽压3.泡点方程纯组分：材料与化学工程系化学工程教研室6化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡4.露点方程描述了一定总压下理想体系中汽液平衡时气相组成与纯组分饱和蒸汽压(露点温度)之间的关系，称为露点方程由相组成计算露点（泡点）温度——试差计算。泡点方程材料与化学工程系化学工程教研室7化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡5

5、.相平衡常数定义6.相对挥发度挥发度相对挥发度P较低材料与化学工程系化学工程教研室8化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡理想体系：pA0=f(t)、pB0=f(t)，但α随t的变化较小，可视为常数，可取操作温度范围内的平均值。对于双组分溶液，当总压不高时：α的意义：描述了该二元物系进行蒸馏分离的难易程度。相平衡方程材料与化学工程系化学工程教研室9化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡三.两组分理想溶液的气液平衡相图P=pA0x+(1-x)pB0y=pA0x/(pA0x+(1-x)pB0)单相区：气相区、液相区两相共存区1.P~x(y)图——等温图材料与化学工程系

6、化学工程教研室10化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡t-x-y图和x-y图2.等压图t-x-y图杠杆规则部分汽化：xyF——分布分离t-x-y图可通过实验测定。对二元理想物系：系统总压影响气液材料与化学工程系化学工程教研室11化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡x-y图t—x—y图中的数据→x—y图。x-y线与对角线偏离越远，表示越易分离。若x-y线与对角线重合，则不能用精馏方法分离。精馏过程——接近等压。x-y图常用于两组分混合物精馏过程的计算。压强对x-y曲线的影响不大，但压强明显改变时，必须考虑压强的影响。材料与化学工程

7、系化学工程教研室12化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡§6-1-2两组分非理想物系的汽——液平衡几种情况：1）气相为理想气体，液相为非理想溶液；2）液相为理想溶液，气相为非理想气体；3）液相为非理想溶液，气相为非理想气体。相液平衡，任一组分在气相中的化学等于液相中的化学位：材料与化学工程系化学工程教研室13化工原理蒸馏§6-1两组分溶液的汽液平衡实际物系分为三类：具有一般正负偏差、具有最大正偏差、具有最大负偏差。在P—x(y)图中，PB0