液体精馏过程.ppt

《液体精馏过程.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、化工原理第七章蒸馏主讲人：曹华教学内容精馏过程原理蒸馏过程概述精馏过程计算9/9/20212ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述蒸馏过程基本概念蒸馏及精馏是液体混合物的分离的一种单元操作。（1）蒸馏原理：式中：yA、yB——气相中A、B两组分的摩尔分数；xA、xB——液相中A、B两组分的摩尔分数。液体具有挥发而成为蒸汽的能力，称液体的挥发度（挥发能力）。蒸馏及精馏是根据各种液体挥发能力不同而进行液体混合物的分离的一种单元操作。液体混合物部分气化所生成的气相组成与液相组成是有差别，即：

2、9/9/20213ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述蒸馏过程分类工业蒸馏过程安混合液中的组分数目分类：有双组分蒸馏，多组分蒸馏。按蒸馏方法分类：简单蒸馏、平衡蒸馏、一般精馏和特殊精馏。按操作压力分类：常压蒸馏、减压蒸馏和加压蒸馏。按操作方式分类：连续蒸馏、间歇蒸馏。9/9/20214ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述蒸馏过程分类（2）工业蒸馏过程：闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀平衡蒸馏9/9/20215ProcessSystemPrinci

3、ple蒸馏过程概述蒸馏过程分类yx蒸气xD1xD2xD3冷凝器简单蒸馏9/9/20216ProcessSystemPrinciple连续精馏过程蒸馏过程概述蒸馏过程分类9/9/20217ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述混合液的气液相平衡一般而言，蒸馏过程是在恒压下进行。在气液相物系中存在以下两个关系：■液相（或气相）组成与温度间的一一对应关系；■气、液相组成之间的一一对应关系；理想物系：■液相为理想溶液，服从拉乌尔（Raoult）定律；■气相为理想气体，服从道尔顿分压定律。9/9

4、/20218ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述拉乌尔定律相平衡：液体混合物中各组分间均具有挥发性能的差异，在一定温度下，液相各组分将有一部分从液相逸出变为汽相，同时汽相中各组分也会因分子运动而返回液相而凝结，当逸出速度与凝结速度相等时，液相与气相间达到了动平衡。相平衡关系就是在一定的压力和温度下，汽液两相达到平衡时各组分在其两相内的组成关系。理想溶液：两组分能以任何比例混合，混合时没有热效应和体积效应，在任何浓度范围内，都遵循拉乌尔定律。9/9/20219ProcessSystem

5、Principle蒸馏过程概述拉乌尔定律在一定温度下，对理想溶液，当汽液两相达到平衡时，溶液上方组分i的分压pi等于该组分在同温度下饱和蒸汽压pi0与其在溶液中的摩尔分数xi的乘积。即对于双组分溶液A，B：9/9/202110ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述混合液的气液相平衡式中：PA、PB---液相上方A、B两组分的蒸汽压；xA、xB---液相中A、B两组分的摩尔分数；pa0，pb0---在溶液温度t下纯组分A、B的饱和蒸汽压；若气体为理想气体，分压服从道尔顿分压定律，则：9/

6、9/202111ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述混合液的气液相平衡上面xA，yA的表达式就是理想溶液的汽液相平衡关系。即当操作压强、温度一定时，汽液两相的组成也就确定了。只有当两者之一发生了改变，两相组成才会发生变化。9/9/202112ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述相对挥发度挥发度：纯液态物质用其液面上方蒸汽压的大小来反映其蒸发性能。但在混合物中因组分之间的相互影响，其挥发度的大小和它的液相组成是有关系的，挥发度的定义式为：对于理想溶液的混合液体，则：

7、对于理想液体，组分的挥发度就等于同温度下该纯组分的饱和蒸汽压。由于饱和蒸汽压随温度变化，所以挥发度也是温度的函数。9/9/202113ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述相对挥发度相对挥发度：在一定温度下，易挥发组分与难挥发组分的挥发度之比称为相对挥发度，定义式为：对于理想物系，有：对于双组分物系，有：9/9/202114ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述相对挥发度代入相对挥发度的定义式，整理后可得：去掉下标后得到：整理后可得：相平衡方程式，表示汽液两相平衡时，

8、易挥发组分在两相中的摩尔分数与相对挥发度间的关系，是相平衡关系的又一表达形式。9/9/202115ProcessSystemPrinciple蒸馏过程概述相对挥发度当α=1，两组分间的挥发度相同，汽液两相的组成相同，这种液体混合物不能用普通的蒸馏方式进行分离。当α>1，且愈大，说明溶液中两组分间的相对挥发度愈大，愈容易分离。由于相对挥发度是某个温度下的值，因此，上式只可以计算某个温度下的汽液平衡关系。9/9/202116ProcessSys