《化工原理教学资料》第六章蒸馏(郭锴)课件.ppt

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1、第6章蒸馏（Distillation）6.1概述6.2双组分溶液的汽-液平衡6.3简单蒸馏和平衡蒸馏6.4精馏原理6.5双组分连续精馏塔的计算6.6间歇精馏6.7恒沸精馏与萃取精馏6.8板式塔6.9蒸馏过程的强化与展望6.1概述蒸馏的应用液体产品的精制汽油煤油柴油其它油品石油苯甲苯二甲苯等煤焦油目的：对液体混合物的分离，提取或回收有用组分依据：液体混合物中各组分挥发性的差异蒸馏分离的目的和依据挥发性高（乙醇），称为易挥发组分或轻组分（A）挥发性低（水），称为难挥发组分或重组分（B）液体混合物：(如：酒精水溶液)液体混合物加热部分汽化气相：yA,yB液相：xA,xB

2、液相冷凝必有：yA>xA,yB

3、图6.2.3汽液平衡图6.2.4挥发度与相对挥发度6.2.5非理想溶液的汽液相平衡6.2双组分溶液的汽-液平衡组分：A、B变量：t、p、xA、yA相数：气相、液相一定压力下，液相（气相）组成xA(yA)与温度t存在一一对应关系，气液组成之间xA~yA存在一一对应关系。自由度：1、相律分析6.2.1理想溶液的汽-液平衡2、理想溶液定义：溶液中同分子间的作用力与异分子间的作用力相等如：甲醇与乙醇，苯和甲苯，二甲苯和对二甲苯可近似看成理想溶液理想物系：液相为理想溶液，服从拉乌尔定律气相为理想气体，服从道尔顿分压定律pA，pB——溶液上方A、B组分的分压，Pa；pAo，p

4、Bo——溶液温度下纯组分的饱和蒸汽压，Pa；xA，xB——液相中A、B组分的摩尔分率。对于理想溶液：拉乌尔定律（Raoult’sLaw）道尔顿分压定律：汽液两相在全浓度范围内分别满足道尔顿定律和拉乌尔定律，构成完全理想体系。对双组份体系——泡点方程液相组成x与温度（泡点）的关系对液相，从中解出xA对汽相气相组成yA与温度（露点）的关系——露点方程例6-1试计算压力为101.3kPa，温度为100℃时，苯(A)-甲苯(B)物系平衡时，苯和甲苯在液相和气相的组成。已知t=100℃时解两条线：汽相线（露点线）——yA~t关系曲线液相线（泡点线）——xA~t关系曲线三个区

5、域：液相区气、液共存区气相区6.2.2温度组成图（t-x-y图)苯-甲苯体系的温度组成图混合液体的泡点随组成的变化而变化；同温度下，汽液两相达平衡，气液量大小由杠杆定律确定；同组成下，露点高于泡点。对角线y=x为辅助曲线；x~y曲线上各点具有不同的温度；平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越易分离。6.2.3汽液平衡图（x-y图)6.2.4挥发度与相对挥发度pA、pB—汽液平衡时，组分A,B在气相中的分压；xA、xB—汽液平衡时，组分A,B在液相中的摩尔分数。混合液某组分挥发度:1.挥发度意义：是该物质挥发难易程度的标志定义：汽相中某一组分的蒸汽分压和与之平衡

6、的液相中的该组分摩尔分数之比，用符号表示。理想溶液：理想气体：一般物系：2.相对挥发度(以α表示)(relativevolatility)定义：溶液中两组分挥发度之比对于二元物系：yB=1-yAxB=1-xA即——相平衡方程理想溶液：则3.平均相对挥发度式中:α顶:塔顶的相对挥发度α釜:塔釜的相对挥发度4.α的物理意义气相中两组分组成之比是液相中两组分组成之比的倍数；α标志着分离的难易程度；若α>1,则y>x,可用蒸馏方法分离，且α愈大，平衡线愈远离对角线，物系愈易分离；α=1,无法用普通蒸馏方法分离。5.压力对x~y图的影响压力增加，平衡线靠近对角线，分离难度

7、大6.2.5非理想溶液的汽-液平衡1.具有正偏差的溶液一般正偏差：pA>pA理，pB>pB理，介于pAo、pBo之间。正偏差溶液：x=0.894，最低恒沸点，78.15℃乙醇－水溶液相图硝酸－水溶液相图负偏差溶液：x=0.383，最高恒沸点，121.9℃2.具有负偏差的溶液一般负偏差pA

8、蒸馏(又叫