蒸馏釜ppt.ppt

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1、第二节简单蒸馏与蒸馏釜一、简单蒸馏基本原理三、简单蒸馏的计算二、蒸馏釜Distilinbriefandthedistiller一、简单蒸馏基本原理1.简单蒸馏所谓蒸馏是指，根据液体混合物中各组分间挥发性的差异，将液体混合物各组分分离的一种（传质）操作。根据蒸馏的方法，我们常将蒸馏地分为简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸蒸馏）和精馏等类型。⑴蒸馏(distil)简单蒸馏又称为微分蒸馏或瑞利蒸馏，是使混合液逐渐气化并使蒸气及时冷凝以分段收集的分离操作。其流程如图所示。⑵简单蒸馏流程冷却水馏分(送馏分储存器)母液(送母液储存器)原

2、料加热系统冷凝系统蒸馏釜①气－液相间只有瞬间的平衡关系在简单蒸馏过程中，体系中的气－液相间没有平衡关系，只有瞬间的平衡关系。原料液蒸气(部分)馏分加热冷凝母液从简单蒸馏的操作流程不难看出，是一种单级、间歇蒸馏，其特点至少有如下两个方面。⑶简单蒸馏的特点只有瞬间的平衡关系气相体系中易挥发度组分的含量随蒸馏过程的进行，由高→低发生变化；蒸气（气相）的温度随蒸馏过程的进行，由低→高发生变化。②气、液相组成、沸点随时间而改变【气相】液相体系中易挥发度组分的含量随蒸馏过程的进行，由高→低发生变化；料液的沸点随蒸馏过程的进行，

3、由低→高发生变化。【液相】Why?我们知道，蒸馏是根据液体混合物中各组分间挥发性的差异，对其进行分离的操作。什么是挥发性？如何度量物质的挥发性？2.挥发度与相对挥发度挥发性通常是指物质由液态变为气态（蒸气）的一种性质，是物质的物理性质之一。物质的挥发性常用挥发度（υ）来表示。即：⑴挥发度υi=pi/xi式中，υi为组分i的挥发度，单位为Pa；pi为体系达到气－液平衡时，组分i的蒸气分压，单位为Pa；xi为体系达到气－液平衡时，组分i的物质的量分数。对于纯组分A而言，因xA=1，则该组分的挥发度υ就等于其饱和蒸气压。

4、即：υA=pA°1887年法国物理学家F.-M.拉乌尔在研究含有非挥发性溶质的稀溶液时提出：“在某一温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的物质的量分数”。在实际蒸馏操作中，我们讨论的对象均为混合物。为了较清楚地反映混合物中某组分挥发性的大小（体系内各组分间挥发度的差异性），常用相对挥发度来表示。如，二组分体系中A与B的相对挥发度为：⑵相对挥发度αAB=υA/υBpi=pi°xi当体系服从拉乌尔定律时，即：αAB=υA/υB=则：pA/xApB/xB=pA°pB°这样，我们只需知道在某温度下，体系中各组分

5、的饱和蒸气压，便可求得其相对挥发度。问题：什么是拉乌尔定律？在简单蒸馏实际操作中，由于蒸馏釜内混合液的温度（沸点）将随着易挥发度组分的减少而逐步升高。这就意味着混合液的相对挥发度也将随温度的变化而变化。由于在一般简单蒸馏操作中，温度的变化范围不是很大（相对挥发度的变化范围同样不大）。因此，为了使讨论简便，在简单蒸馏物料衡算中我们常采用“平均相对挥发度”代替相对挥发度进行计算。即：⑶平均相对挥发度αm=α1-α2α1α2ln式中：α1表示开始蒸馏时体系沸点(温度)下的相对挥发度；α2表示蒸馏结束时体系沸点下的相对挥发

6、度。从简单蒸馏的特点我们知道：在简单蒸馏过程中，体系中的气－液相间虽然没有平衡关系，但有瞬间的平衡关系。此平衡关系如何描述？其意义何在？3.平衡关系在此我们仍以二组分体系进行讨论。若某体系服从拉乌尔定律，其蒸气服从理想气体行为。则，其气相中某组分的物质的量分数为：yA=nA/n=pA/p总yB=nB/n=pB/p总由于：αAB=υA/υB==×pA/xApB/xByA·p总xAyB·p总xB(yA·xB)=(yB·xA)xB=1-xA对于二组分体系有：αAB==则：yB=1-yA(yA·xB)(yB·xA)yA(1

7、-xA)xA(1-yA)此式称为二组分体系（理想溶液）相对挥发度与气液平衡关系式，它反映了二组分体系A物质在气－液相中组分数间的关系。相对挥发度与气－液平衡关系式在蒸馏操作实际应用中，常用平均相对挥发度代替相对挥发度。移项整理得：yA=αAB·xA1+(αAB-1)·xAαABxA–αAByAxA=yA-yAxAαABxA=yA-yAxA+αAByAxAαABxA=yA(1-xA+αABxA)αABxA=yA[1+(αAB-1)xA]二、蒸馏釜在实际生产中，蒸馏釜的类型繁多。通常是根据蒸馏的方式或操作条件对其进行分

8、类。例如：按加热方式的不同，可将其分为电加热式蒸馏釜、蒸气加热式蒸馏釜和导热油加热式蒸馏釜等。1.蒸馏釜的类型按操作压强可将其分为常压蒸馏釜和减压蒸馏釜。按材质的不同，可将其分为不锈钢蒸馏釜、搪瓷蒸馏釜……奶酒蒸馏釜如图所示，一般蒸馏釜主要由釜体、釜盖、进料口、馏分蒸气出口、釜残夜出口、加热系统及冷凝系统等部件构成（有时，根据工艺要求，需增加搅拌系统）。2.