化工原理精馏ppt课件.ppt

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1、第五章蒸馏§5.1概述一、化工生产中的常规分离方法在浓度差、压力差等推动力作用下，从一处向另一处的转移过程-------质量传递二、相平衡与热平衡不同之处：▲达到相平衡时，一般两相浓度不相等。▲达到相平衡时，传质过程仍在进行，只不过通过相界面的某一组分的净传质量为零，因此属动态平衡。混合液体A＋B部分汽化汽相液相挥发性高组分易挥发组分轻组分浓度高挥发性低组分难挥发组分重组分浓度高部分冷凝汽相液相部分汽化汽相液相原混合物得到部分分离5.11.蒸馏及其在工业中的应用利用各组分挥发度的差异将液体混合物加以分离

2、的单元操作称为蒸馏。蒸馏的分离对象：均相的液体混合物蒸馏分离的介质：实现部分汽化与部分冷凝所需的热量及冷量蒸馏分离的依据：混合液体中各组分挥发度不同精馏例如：在酿酒业中饮料酒；在石油炼制工业中，原油经蒸馏后制取汽油、煤油、柴油等产品；四、蒸馏操作的费用主要费用：加热和冷却费用，即能耗大第二节二元物系的汽液相平衡5.2.1相律自由度=组分数-相数+2即F=C–φ+2故双组分气液平衡物系的自由度为2，在t、p、y、x4个变量中，任意确定其中的两个变量，则物系的状态被唯一地确定,余下的参数已不能任意选择。一般

3、精馏在恒压（p一定）下操作，物系只剩下1个自由度。故：①指定温度t，则气液组成y、x均为t的函数被确定。换句话说，y、x与t之间存在一一对应关系t~y或t~x；②指定液相组成x，则气相组成y被确定，换句话说y与x之间存在一一对应关系y~x。5.2.2双组分理想溶液的汽液平衡纯组分A纯组分BP-x图（等温图）常用液体的安托因常数A、B、C值可由有关手册查得。注意：式中A、B、C值与p*和温度t的单位有关。泡点t与液相组成x之间的计算类型及算法有哪些呢？2、泡点方程和露点方程①已知总压p及泡点t，求x。算法

4、：将t及各组分的安托因常数代入安托因方程求出、将p、、代入中直接求出x，算法简便；②已知总压p及液相组成x，求泡点t。算法：假设一个t用安托因方程求出、将p、、代入中求x计比较x计与已知x若x计>x，说明假设t偏小，下一轮试差时t要增大；若x计

5、存I点：tI=101.5℃；饱和汽体J点：tJ=120℃；过热汽体泡点线液相线露点线汽相线DC杠杆定律：M液CH=M汽HD注意：①纯物质在一定压力下饱和温度称为沸点，是一定值，且无泡点、露点之分；②二元理想溶液在一定压力下，其泡点与露点不是定值，溶液组成不同，其泡点与露点均不同，且易挥发组分的组成x越大，泡点越小；y越大，露点越小；③即使同一组成的汽相与液相（即y=x）其对应的泡点与露点也不相同，露点大于泡点（非理想体系中的恒沸点处露点=泡点）；④汽液混合物一定符合相平衡关系，如C点液相组成x与汽相

6、组成y成平衡关系，其温度相同，但对x来讲是泡点，对y来讲是露点。FGHIJ泡点线露点线DC3、相平衡常数和气液平衡关系把拉乌尔定律代入道尔顿分压定律可得：注意：K称为相平衡常数，实际K并非常数。K是总压p和温度t（与t有关）的函数。对理想物系，相对挥发度与温度关系不大，可近似认为与温度无关。4、相对挥发度和相平衡方程相对挥发度显然对理想溶液，有：x-y图(1)正偏差溶液fAB

7、00蒸汽压x5.2.3．非理想溶液的汽液相平衡正偏差严重时形成具有最低恒沸点的溶液，下面两张分别为苯－乙醇溶液的t－x（y）图及y－x图。00.20.40.60.81.08075706560tt/℃x（y）xy=xy00.20.40.60.81.01.00.90.80.70.6050.40.30.20.10苯-乙醇溶液相图（正偏差）由图可知苯－乙醇溶液的最低沸点tM＝68.3°C,恒沸物的组成xM=0.552。(2)负偏差溶液fAB>fAA，fAB>fBB，即异分子间的吸引力大于同分子间的吸引力，使得溶

8、液中两组分的平衡蒸汽压都比拉乌尔定律所预计的低，如右图所示。蒸汽压1.00x负偏差严重时形成具有最高恒沸点的溶液，下面两张分别为氯仿－丙酮溶液的t－x（y）图及y－x图。00.20.40.60.81.07065605550tt/℃x（y）氯仿-丙酮溶液相图（负偏差）xy=xy00.20.40.60.81.01.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10由图可知氯仿－丙酮溶液的最高恒沸点tM=64.5°C，恒沸物的组成xM=0