西安交通大学化工原理课件_第九章_蒸馏.pdf

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1、西第九章蒸馏安交9.1概述大化9.2二元物系的气液相平衡工9.3蒸馏方式原理9.4二元连续精馏的分析和计算电9.5其他精馏方式子9.6多元精馏课件1返回西9.1概述安交蒸馏过程通常以如下方法进行分类：大１、根据被蒸馏的混合物的组分数，可分为二元蒸馏和多元蒸馏。化２、根据操作过程是否连续，可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。工３、根据操作压力，可分为常压蒸馏、加压蒸馏和减压蒸馏。原４、根据操作方式，可分为简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏。理根据被分离物系的一些特殊要求，精馏还包括水蒸气精馏、间电歇精馏、恒沸精馏、萃取精馏、反应精馏等等。子课件2返回西9.2二元物系的气

2、液相平衡安根据相律，用于描述相平衡物系的自由度数应该满足一下关系式Nf：交N=C-F+2大f一、理想物系的气液平衡化对较易挥发组分A与较难挥发组分B形成的A、B溶液来说，它们之工间满足：。。pA=pxAApB=pxBB原若气液平衡时总压Ｐ不是很高（P<10atm），则气相克永道尔顿分理压定律来描述：p=Pyp=Py电AABB子对于二元理想物系，组成中可略去下标Ａ，有课。。P=p+p=px+p(1-x)ABAB件3返回西二、挥发度和相对挥发度安对二元溶液，有交vA=pA/xA，vB=pB/xB大显然对理想溶液，根据拉乌尔定律就有。化v=p。AAv=p

3、BB工a=v/vpA/xA对二元溶液ABa=p/xBB原yA/xA若气相符合道尔顿分压定律，则有a=y/xyxBB理A=aA或yxBB电若混合物是理想溶液，则有子。pa=A课。pB件4返回西三、非理想物系的气液平衡安根据溶液的蒸汽压偏离拉乌尔定律的方向，一般可将非理想溶液分交成两大类：大１、正偏差溶液化当异分子间吸引力fAB小于同分子间吸引力fAA和fBB时，溶液中组分的。。平衡分压比拉乌尔定律预计的高，即p>px，p>px。属于该类工BBBAAA的物系较多，有甲醇－水、乙醇－水、苯－乙醇等。原２、负偏差溶液理当异分子间吸引力fAB大于同分子间吸引

4、力fAA和fBB时，溶液中组电。。分的平衡分压比拉乌尔定律预计的低，即p

5、助物料恒算关系和相平衡关系。安ydW=dWx()=Wdx+xdW交有：dxdW=大整理得y-xW化根据物系的相平衡情况，可分为以下三种情况来计算：工（１）理想物系，为常数a。WxW(1-x)原ln11=aln11WxW(1-x)2222理上式可变成电ln(AA/)=aln(BB/)1212子此式形式简单，且对多元理想物系也适用。课件7返回西２）若在操作范围内，相平衡关系可近似用直线y=mxb+表示，则W1(m-1)x+b11安ln=lnWm-1(m-1)x+b22交大对稀溶液，相平衡关系通常可用通过原点的直线来表示；若蒸馏浓化度变化区域不大，则可用

6、直线近似代替曲线。工３）若平衡关系不能用简单的数学公式表示，则采用数值积分或图解积分求取。利用上述关系确定W或2后，某段时间内馏出液的总量x2原和平均组成WD就可以根据以下的物料恒算关系确定xD：理W=W-WD12电Wx-Wxx=1122子DW-W12课件8返回西9.3.2平衡蒸馏V,y安平衡蒸馏又称闪蒸，其基本流程5交如图所示。原料液经泵加压后连续地进入加热器，在加热至一定大温度后（高于分离器内压力下的213化泡点）流经一节流阀减压至预定F，xF4压力。由于压力的突然降低，液工体处于过热状态，高于泡点的显原然随即转化为潜热－使部分液体气化。气、液

7、混合物在分离器中理分开：顶部为气相产品，其中的L，x电易挥发组分得到提浓，经冷凝后图9－6平衡蒸馏流程简图收集；底部为液相产品，其中的1－泵；2－加热器；3－节流阀；4－分离器（闪子蒸塔）；5－冷凝器难挥发组分得到提浓。课件9返回西平衡蒸馏的计算也要借助物料恒算关系和相平衡关系。通常已知原料液的流量Ｆ，组成以及闪蒸后的气相流量xFＶ（或液相流量Ｌ），根安据物料恒算有：Fx=LxVy+交FF=LV+大若令１kmol料液经平衡蒸馏后产生的液相量为ｑkmol，则气相量为（化１－ｑ）kmol，上式变为工qxFy=-x+1-q1-q原理由于ｙ，ｘ间达到

8、气液平衡，它们之间满足相平衡关系。因此对a电为常数的理想物系，可联立上面两式求解ｙ和ｘ。子课件10返回西9.3.3精馏安一