化工原理_蒸馏

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1、化工原理多媒体课件第1章蒸馏Distillation1.1概述1.2两组分溶液的气液平衡1.3平衡蒸馏和简单蒸馏1.4精馏原理和流程1.5两组分连续精馏的计算1.6间歇精馏1.7恒沸精馏和萃取精馏1.8多组分精馏下一页上一页1.1概述1蒸馏的概念利用液体混合物中各组分挥发度的不同实现分离的单元操作2蒸馏分离的特点直接得到产品历史悠久、应用广泛能耗高3分类间歇精馏、连续精馏简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏下一页上一页常压、减压、加压精馏双组分精馏、多组分精馏本章主要内容常压双组分连续精馏的原理和计算方法下一页上一页

2、返回1.2两组分溶液的气液平衡1.2.1两组分理想物系的气液平衡1.2.2两组分非理想物系的气液平衡下一页上一页返回1.2.1两组分理想物系的气液平衡1相律phaserulet，p，x，y:t：p-x-y；p：t-x-y2气液平衡函数关系理想物系：理想溶液、理想气体液相符合拉乌尔定律、气相符合道尔顿分压定律下一页上一页1)饱和蒸汽压法2)相平衡常数法上一页下一页3)相对挥发度法relativevolatility3气液平衡相图1t-x-y图2x-y图3p-x-y图下一页上一页下一页上一页下一页上一页上一页下一页返回

3、1分类非理想溶液、理想气体理想溶液、非理想气体非理想溶液、非理想气体2解析法上一页下一页1.2.2两组分非理想物系的气液平衡3图解法正偏差溶液，具有最低恒沸点溶液下一页上一页下一页上一页下一页上一页负偏差溶液，具有最高恒沸点溶液下一页上一页下一页上一页气液平衡数据来源实验测定或从有关手册中查得由纯组分的某些物性按经验的或理论的公式估算根据少量实验数据，由经验的或理论的公式估算下一页上一页例1－1苯与甲苯的饱和蒸汽压和温度的关系如本题附表所示。试利用拉乌尔定律和相对挥发度，分别计算苯－甲苯混合液在总压为101.33k

4、Pa下的气液平衡数据，并做出温度－组成图。该溶液可视为理想溶液。下一页上一页（1）利用拉乌尔定律上一页下一页（2）利用相对挥发度下一页上一页第1讲小结蒸馏是分离均相液体混合物最广泛采用的单元操作。蒸馏分离的依据是混合液中组分挥发度的差异。在恒压下，气—液相平衡关系是t-x-y及x-y关系。表示这些定量关系的方程是泡点方程、露点方程与相平衡方程。或者采用直观的t-x-y图及x-y图。相对挥发度α数值大小可以说明物系采用蒸馏法进行分离的难易。α越大，溶液越容易分离，反之则越难。而当α＝l时，由于平衡气、液相浓度相等，即

5、y＝x，则不能采用普通蒸馏法将此物系进行分离。非理想溶液起因于溶液中异种分子间与同种分子间的作用力不同，表现为平衡蒸汽压对Raoult定律的偏差。其极端情况是具有最高或最低恒沸点的溶液。在恒沸点组成下y＝x，即α＝1，普通蒸馏法不能越过此点。下一页上一页返回1.3平衡蒸馏和简单蒸馏1.3.1平衡蒸馏1.3.2简单蒸馏上一页下一页返回上一页下一页1.3.1平衡蒸馏equilibriumditillation1物料衡算q=W/F称为液化分率2热量衡算加热器：绝热闪蒸：下一页上一页3气液平衡关系上一页下一页例1－2对某两

6、组分理想溶液进行常压闪蒸，已知为0.5（易挥发组分的摩尔分率），若要求汽化率为60％，试求闪蒸后平衡的气液相组成及温度。解：下一页上一页返回上一页下一页1.3.2简单蒸馏simpledistillation1物料衡算（1）若x-y平衡关系用曲线或表格表示时，采用图解积分或数值积分。（2）若为理想溶液下一页上一页（3）若x-y平衡关系为直线若为通过原点的直线2馏出液的平均组成上一页下一页例1－3对例1－2中的液体混合物进行简单蒸馏，若汽化率仍为60％，试求釜残液组成和馏出液平均组成。已知常压下该混合物的平均相对挥发度

7、为2.16。平衡蒸馏与简单蒸馏的比较原因：平衡蒸馏造成物料的返混下一页上一页返回平衡蒸馏简单蒸馏y=0.575y=0.6141.4精馏原理和流程精馏rectification1.4.1精馏过程原理和条件1.4.2精馏操作流程下一页上一页返回上一页下一页1.4.1精馏过程原理和条件原理：多次部分汽化，多次部分冷凝工程实现面临的问题设备庞杂能量消耗大产生中间馏分使产品收率低改进用一个设备：塔（板式塔，填料塔）冷凝放出的热用于汽化需要的热塔顶引入液相回流，塔底引入气相回流下一页上一页下一页上一页精馏过程原理及条件理论依据

8、：挥发度不同工程手段：精馏塔，塔顶液相回流，塔底气相回流传热传质：多次、同时进行气相的部分冷凝和液相的部分汽化结果：实现高纯度的分离理论板：离开该板的气液两相达到平衡状态。下一页上一页返回1连续精馏流程下一页上一页1.4.2精馏操作流程2间歇精馏流程下一页上一页第2讲小结平衡蒸馏和简单蒸馏是工业上最简单的蒸馏方式，它们的原理是混合液的一次部分气化，因此分离效