化工原理第六章(概述、双组分溶液的气液相平衡)ppt课件.ppt

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1、第六章蒸馏一、概述二、双组分溶液的气液相平衡1、溶液的蒸气压2、两组分理想物系的汽液相平衡3、两组分非理想物系的汽液平衡2021/9/201、什么是蒸馏？一、概述【定义】是分离液体混合物的单元操作之一。【例如】（1）将原油蒸馏可得到汽油、煤油、柴油及重油等；（2）将混合芳烃蒸馏可得到苯、甲苯及二甲苯等；（3）将液态空气蒸馏可得到纯态的液氧和液氮等。2021/9/20石油的常压蒸馏2021/9/202、蒸馏的依据（1）液体混合物中各组分（component）挥发性（volatility）的大小不同；（2）在分离设备中，以热能为媒介使其部分汽化，形成汽、液两相

2、物系；（3）在汽相富集轻组分，液相富集重组分，使液体混合物得以分离。2021/9/203、轻组分与重组分【轻组分】沸点低、挥发性大的组分；【重组分】沸点高、挥发性小的组分。【例如】乙醇——水体系乙醇（沸点78.4℃）是轻组分，水（沸点100℃）是重组分；苯——甲苯体系苯（沸点80.1℃）是轻组分，甲苯（沸点110.8℃）是重组分。2021/9/20乙醇＋水加热汽相：醇富集液相：水富集冷凝冷却乙醇产品废水乙醇——水体系的蒸馏分离2021/9/20蒸馏釜冷凝器蒸汽乙醇＋水加热接管产品储罐2021/9/202021/9/202021/9/202021/9/20精

3、馏塔2021/9/204、蒸馏分离的特点（1）通过蒸馏分离可以直接获得所需要的产品。而吸收、萃取等分离方法，由于有外加的溶剂，需进一步使所提取的组分与外加组分再行分离，因而蒸馏操作流程通常较为简单。（2）蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离，而吸收、萃取等操作，只有当被提取组分浓度较低时才比较经济。2021/9/20粗甲醇精馏工艺流程图2021/9/20【说明】（1）在萃取相中不能直接获得所需要的产品；（2）如果组分的浓度太大，所需要的溶剂（萃取剂）用量太大，后续的分离任务重，不经济。2021/9/20【例如】可将空气加压液化，再用精馏方法获得氧、氮等产品；

4、（分离气态混合物）【再如】脂肪酸的混合物，可用加热使其熔化，在减压下条件下用蒸馏方法进行分离。（分离固态混合物）（3）蒸馏分离的适用范围广，它不仅可以分离液体混合物，而且可用于气态或固态混合物的分离。2021/9/20【流程说明】空气通过过滤器除去尘埃等固体杂质，进入压缩机压缩，再经过分子筛净化器除去水蒸气和二氧化碳等杂质气体。然后进行冷却、降压，当温度降至-170℃左右时，空气开始部分液化进入精馏塔，根据空气中各气体的不同沸点进行分馏。2021/9/20（4）蒸馏操作是通过对混合液加热建立汽液两相体系的，所得到的汽相还需要再冷凝液化。因此，蒸馏操作能耗能

5、较大。蒸馏过程中的节能是个值得重视的问题。2021/9/205、蒸馏过程的分类①简单蒸馏和平衡蒸馏【特点】为单级蒸馏过程；【用途】①混合物中各组分的挥发度相差较大；②对分离要求不高的物系。（1）按蒸馏原理2021/9/20【特点】为多级蒸馏过程；【用途】适用于难分离物系（相对挥发度较小）或对分离要求较高的场合；②精馏③特殊精馏【特点】采用特殊方法进行的精馏（如萃取精馏、恒沸精馏）；【用途】适用于某些普通精馏难以分离或无法分离的物系。2021/9/20（2）按蒸馏操作方式【特点】具有操作灵活、适应性强等优点，主要应用于小规模、多品种或某些有特殊要求的场合，间

6、歇蒸馏为非稳态操作。【间歇蒸馏】原料液一次性加入到分离设备中，在分离过程中，不再加入原料液。2021/9/20【连续蒸馏】原料液连续不断的加入到分离设备中，连续不断的获得各种产品。【特点】具有生产能力大、产品质量稳定、操作方便等优点，主要应用于生产规模大、产品质量要求高等场合，连续蒸馏为稳态操作。2021/9/20（3）按分离物系中组分的数目【双组分精馏】分离的液体混合物中有两种组分。【多组分精馏】分离的液体混合物中有三种或以上的组分。【说明】工业生产中，绝大多数为多组分精馏，但两组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精馏，只是在处理多组分精馏过程时更为

7、复杂些，因此，本课程以两组分精馏为基础来讨论有关问题。2021/9/20甲醇二甲醚乙醇异丙醇正丙醇异丁醇81.50.0160.0350.0050.0080.007正丁醇甲酸甲酸甲酯丙酮水0.0030.0550.0550.00218.37以天然气为原料合成甲醇组成表2021/9/20ABCDBCDABCDCD四组分三塔串联精馏流程图2021/9/20（4）按操作压力【常压蒸馏】常压下泡点为室温至150℃左右的液体混合液，一般采用常压（大约1atm）蒸馏；【加压蒸馏】常压下为气态（如空气、石油气）或常压下泡点为室温的混合物，常采用加压（操作压力高于1atm）蒸

8、馏；【减压蒸馏】对于常压下泡点较高或热敏性混合物（高温下易发生分解