化工原理下册+第一章蒸馏.ppt

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1、化工原理下册天大电子出版社通过本章学习，应掌握两组分理想物系的气液平衡关系、平衡蒸馏与简单蒸馏、精馏的原理与流程和两组分连续精馏的基本计算方法；了解间歇精馏与特殊精馏过程。学习目的与要求第1章蒸馏21.1概述1.1.1蒸馏的原理与应用第1章蒸馏3分离物系：形成两相体系的方法：传质原理：示例：液体混合物部分汽化和冷凝各组分挥发度不同丙酮与水的分离（液相＋气相）一、蒸馏过程的原理蒸馏41.液体混合物分离二、蒸馏过程的应用混合芳烃蒸馏可得到苯、甲苯及二甲苯等。2.气体混合物分离空气液化蒸馏可得到纯态的液氧和液氮等。3.固体混合物分离固体脂肪酸加热融化后用蒸馏方法分离。加压

2、液化加热熔化5二、蒸馏过程的应用炼油生产装置6二、蒸馏过程的应用乙烯生产装置7二、蒸馏过程的应用己内酰胺生产装置8二、蒸馏过程的应用丙烯腈生产装置91.1概述1.1.1蒸馏的原理与应用1.1.2蒸馏的特点与分类第1章蒸馏10①通过蒸馏分离，可以直接获得所需要的产品。一、蒸馏分离的特点③蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离。④蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题。蒸馏分离具有以下特点：②适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物。11按蒸馏操作方式分类蒸馏按蒸馏操作流程分类二、蒸馏过程的分类简单蒸馏平衡蒸馏精馏特殊精馏√蒸馏间歇蒸馏连续蒸馏√按物系中组分数目分类蒸馏两

3、组分蒸馏多组分蒸馏√按操作压力分类蒸馏常压蒸馏加压蒸馏√减压蒸馏121.2两组分溶液的气液平衡1.2.1两组分理想物系的气液平衡第1章蒸馏13一、气液平衡相图1.温度—组成图在恒定的总压下，溶液的平衡温度随组成而变，将平衡温度与液（气）相的组成关系标绘成曲线图，该曲线图即为温度一组成图。t–x–y图14苯－甲苯混合液的t–x–y图气相线液相线液相区气相区两相区泡点露点152.气—液相组成图气—液相组成图直观地表达了在一定压力下，处于平衡状态的气液两相组成的关系，在蒸馏计算中应用最为普遍。x–y图一、气液平衡相图16D苯－甲苯混合液的x–y图平衡线对角线平衡线与对角线

4、之间的距离越大分离越容易x1与y1互成平衡171.拉乌尔定律二、两组分气液平衡关系式当理想溶液气液两相呈平衡时，溶液上方组分的分压与溶液中该组分的摩尔分数成正比。拉乌尔定律18整理，得溶液上方的总压p等于各组分的分压之和气液平衡时液相组成与平衡温度间的关系安托尼方程泡点方程二、气液平衡关系式19二、气液平衡关系式2.以平衡常数表示的气液平衡方程设平衡的气相遵循道尔顿分压定律，即令平衡常数以平衡常数表示的气液平衡方程则20二、气液平衡关系式代入泡点方程，得将气液平衡时气相组成与平衡温度间的关系露点方程21二、气液平衡关系式3.以相对挥发度表示的气液平衡方程对于理想物系

5、，有(1)挥发度挥发度22二、气液平衡关系式(2)相对挥发度对于理想物系，有相对挥发度相对挥发度23二、气液平衡关系式由道尔顿分压定律，有(3)以相对挥发度表示的气液平衡方程24①蒸馏操作>1，值愈大，分离愈容易。二、气液平衡关系式略去下标，经整理可得讨论：②若=1，不能用普通蒸馏方法分离。以相对挥发度表示的气液平衡方程251.计算气液平衡组成已知p、t,求x－y关系tKi给定xiyi列表xiyi三、气液平衡方程的应用26课外资料：气液平衡数据获取途径1.由安托尼方程求取2.由手册查得权威的气液平衡数据手册GmehlimgJ,etal.《Vapor-LiquidEq

6、uilibriumDataCollection》3.由实验测定安托尼方程271.2两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(选读)1.3平衡蒸馏和简单蒸馏1.3.1平衡蒸馏第1章蒸馏28一、平衡蒸馏装置将混合液在压力p1下加热，然后通过减压阀使压力降低至p2后进入分离器。过热液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的气、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。平衡蒸馏的原理平衡蒸馏为单级蒸馏操作。闪蒸29平衡蒸馏装置简图1－加热器2－减压阀3－分离器30二、平衡蒸馏过程的计算1.物料衡算总物料衡算易

7、挥发组分物料衡算气相产品的流量为1－加热器2－加压阀3－分离器31设则整理得直线方程斜率过点液化率汽化率平衡蒸馏中气液相组成的关系式二、平衡蒸馏过程的计算322.气液平衡关系平衡蒸馏中，气液两相处于平衡状态，即两相温度相等，组成互为平衡。在平衡蒸馏中，气液组成关系同时满足平衡方程与物料衡算方程。二、平衡蒸馏过程的计算注意333.热量衡算对加热器作热量衡算，忽略热损失，得对减压阀和分离器作热量衡算，忽略热损失，得整理得二、平衡蒸馏过程的计算341.3平衡蒸馏和简单蒸馏1.3.1平衡蒸馏1.3.2简单蒸馏第1章蒸馏35一、简单蒸馏装置原料液在蒸馏釜中通过间接加热使之