化工原理课件5.pdf

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1、9.1概述目录9.5.5进料热状况的影响第九章液体精馏9.2双组分汽液相平衡9.5.6回流比的影响与选择9.2.1溶液的蒸汽压及拉乌尔定律9.5.7理论板数的简捷计算9.2.2温度-组成图学习目的：9.5.8精馏塔的操作和调节9.2.3气液平衡相图9.5.9精馏装置的热量衡算9.2.4双组分非理想物系相图（1）掌握精馏过程原理，并对精馏过程做9.5.10两组分精馏的其它类型9.2.5相对挥发9.6间歇蒸馏出数学描述；9.3平衡蒸馏与简单蒸馏9.6.1馏出液组成维持恒定的操作9.3.1平衡蒸馏9.6.2回流比维持恒定的操作（2）掌握精馏塔的设计

2、型与操作型计算；9.3.2简单蒸馏9.7恒沸精馏和萃取精馏9.4精馏原理和流程9.7.1恒沸精馏（3）了解特殊精馏过程9.4.1精馏原理9.7.2萃取精馏9.4.2塔板的作用10.1精馏设备学习重点：精馏过程的数学描述与计算9.4.3精馏操作流程图9.5双组分连续精馏的计算学习难点：操作型计算9.5.1全塔物料衡算9.5.2理论板的概念与恒摩尔流的假定9.5.3操作线方程主讲人：袁志国9.5.4理论板层数的求法9.1概述9.1概述混合物可分为两大类，即均相混合物与非均相混合物。分离目的对分离均相混合物系必须要造成一个两相物系，利用原物液体混合

3、物的分离、提纯和回收有用组分。系中各组分间某种物性的差异，而使其中某个组分（或某些组分）从一相转移到另一相，以达到分离的目的。物质在相间的转移过程称为物质传递过程（简称为传质过程或传质过程分离操作）。分离操作化学工业中常见的传质过程有：蒸馏、吸收、干燥、萃取和吸附等单元操作。分离液体混合物的单元操作——蒸馏。对一个混合物的分蒸馏离总是根据混合物中各组分间某种物理和化学性质的差异而进行的，那么蒸馏是根据组分的什么性质而实现分离的呢？9.1概述9.1概述1、蒸馏分离的依据2、蒸馏的分类如酒精水溶液乙醇：挥发度大，是易挥发组分（1）按操作方式分：简

4、单蒸馏（Simpledistillation）、水：挥发度小，是难挥发组分平衡蒸馏（Equilibriumdistillation）、精馏（Rectification）加热汽化冷却及特殊精馏等多种方法。乙醇-水混合液⎯⎯→⎯⎯易挥发组分(乙醇)挥发⎯⎯→⎯较纯的乙醇（2）按操作压力分：常压蒸馏、加压蒸馏及减压蒸馏。由此可知：蒸馏依据是液体混合物中各组分的挥发度不同（3）按操作是否连续分：连续精馏和间歇精馏。而实现分离的。在此过程中，易挥发组分从液相混合物中→汽（4）按原料中所含组分数分：双组分蒸馏及多组分蒸馏。相，故它是在汽相与液相间进行物质

5、传递(质量传递)的过程，但同时存在加热、冷却操作，故同时又进行着热量的传递。19.2.1溶液的蒸气压及拉乌尔定律汽液相平衡（Vapour-liquidphaseequilibriurm）是指溶液9.2双组分溶液的汽液相平衡与其上方蒸汽达到平衡时汽液两相间各组分的组成关系。饱和蒸汽压是液体的一个重要性质，它与汽液相平衡有密切关系。本节要点（1）理想溶液与非理想溶液；（2）汽液平衡关系；（3）t-y-x和y-x相图；（4）相对挥发度的概念；9.2.1溶液的蒸气压及拉乌尔定律由于溶液中A、B两组分彼此对蒸汽压的影响规律不同，溶液可分为理想溶液和非理

6、想溶液（实际溶液）两种。如以fAA、fBB、fAB分别代表A-A分子，B-B分子和A-B分子之间的吸引力，则当f=f=fAABBAB即分子间相互吸引力不因混合而有所变化，形成的混合溶液无容积效应，也无热效应，则这种溶液称为理想溶液（idealsolution）。实验表明，理想溶液汽液相平衡服从拉乌尔定律。即对A、B组有：000p=p⋅xp=p⋅x=p⋅(1−x)........(9−1)AAABBBBA9.2.2温度-组成图(t-y-x)（动画）蒸馏通常在一定外压下进行，溶液的温度随组成而变，故恒压下的温度-组成图对蒸馏过程的分析具有重要意义

7、。t-y-x数据由实验测得p=p+pAB00=px+p(1−x)AABA汽相线(露点线)0p−pAx=...........(9−3)A00p−pAB液相线(泡点线)由道尔顿分压定律y=pp得：AA0y=p⋅xp............(9−4)AAAt-y-x图29.2.3汽-液相平衡图(y-x)9.2.4双组分非理想溶液图a在蒸馏多计算中，除上述t-y-x图外，还经常利用汽-液相平乙醇若实际p高于拉乌尔定律的计衡图。此图表示在一定外压下，汽相组成y和与之平衡的液相组A-水物系算值，称之为正偏差溶液（异分子成x之间的关系。①对角线y=x为辅

8、助线，易间斥力大于同分子间斥力）。如乙挥发组分：y>x，平衡线位于醇-水、正丁醇-水等物系。温度-组成图对角线之上；正偏差溶液在恒沸点比两纯组②y～x线上各点温度不