化工原理 蒸馏 课件.ppt

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1、绪论混合物非均相物系均相物系分离方法过滤、沉降、离心分离等分离方法蒸馏、吸收、干燥、萃取等传质过程传质过程的定义物质以扩散的方式，从一相转移到另一相的相界面转移过程，称为物质的传递过程，简称传质过程。本学期介绍重点内容——传质过程的介绍焦炉气的分离吸收操作酒精的增浓与提纯精馏操作萃取醋酸乙酯萃取醋酸水溶液中的醋酸干燥操作干燥传质示意图传质过程研究内容相平衡关系物料衡算关系传质速率关系气-液溶解度液-液溶解度干燥中的水蒸气分压第一节 概述第一章蒸馏Distillation二、方法：将液体混合物部分汽化一、蒸

2、馏分离的依据：液体混合物各组分挥发度的不同A—易挥发组分(轻组分)；B—难挥发组分（重组分）A+B（C...）液体混合物其中，溶液中的组分三、本章研究的内容（1）确定该蒸馏操作的条件（t=?P=?)（2）确定分离后各组分在气相和液相中的组成，以及两者间关系(x=?y=?x~y关联式）蒸馏操作1、蒸馏分离的特点：（1）可以直接获得所需的组分，操作流程简单（2）既可分离液体混合物，也可分离气体混合物和固体混合物。但最终均是通过对其液体混合物进行分离而完成该操作。（3）蒸馏操作能耗较大2、蒸馏过程的分类：按操作

3、流程间歇蒸馏连续蒸馏按蒸馏方式简单蒸馏平衡蒸馏精馏按操作压强常压操作加压操作减压操作按混合物中分离组分数目两组分精馏多组分精馏特殊精馏第二节  两组分溶液的气液相平衡1-2-1两组分理想物系的气液相平衡一、相律确定在P,T，x,y四个参数中，能够独立改变的变量数，或者说为了描述该物系需要确定参数的个数恒压下双组分平衡物系中必存在着：1）液相（或气相）组成与温度间的一一对应关系，T-x(y)关系。2）气、液相组成之间的一一对应关系，y～x关系。据相律，知：F=c-p+2=2-2+2=2P一定，则F=1，即T

4、、x、y中只有一个独立变量。若T也一定，则x、y随之而定；若x或y一定，则T，y或T，x也随之而定。根据相律，可以得到以下结论：二、两组分理想物系的气液平衡函数关系（T～x(y)关系）理想物系液相为理想溶液I.S.，服从拉乌尔定律；气相为理想气体I.G.，服从道尔顿分压定律。条件：总压不太高（<104kPa）的气相是指由性质极相近、分子结构相似的组分所组成的溶液。例如苯－甲苯、甲醇－乙醇（一）用饱和蒸汽压和相平衡常数表示气液平衡关系理想物系液相为理想溶液I.S.，服从拉乌尔定律；气相为理想气体I.G.，服

5、从道尔顿分压定律。时的蒸汽分压混合液的沸腾条件是各组分的蒸汽压之和等于外压，即1）用饱和蒸汽压表示的汽液平衡关系P一定下(t～x)关联式纯组分的p0与t的关系通常可表示成如下的经验式：安托因方程A，B，C为安托因常数，由手册查得。所以有气液平衡下液相组成与平衡温度间关系t～x的函数关系对于理想气体应符合道尔顿分压定律气液平衡下气相组成与平衡温度间关系t～y的函数关系2）用相平衡常数表示的气液平衡关系说明：相平衡常数是随温度的变化而变化（二）用相对挥发度表示气液平衡关系——挥发度（达到相平衡时，某组分平衡分

6、压与其液相摩尔分率之比）挥发度的定义纯组分溶液定义理想溶液说明:溶液中组分的挥发度随温度而变化2．相对挥发度定义：若则对于双组分物系，气液相平衡方程(1)α数据的来源：由实验测定。对于I.S.，则当操作温度不很大时，可视为常数，计算时取平均值。若α1，α2差别不大，则若，则*一般情况下，温度升高，a稍微减小应用该方程注意事项：注意：以后所见的x,y均为易挥发组分浓度，就是表示的意思。(2)α的意义：α=1，则y=x，不能用普通蒸馏分开；α值愈大，同一x下y值愈大，可获得的提浓程度愈大。（一）、温度－组成（

7、t-x-y）图在一定外压条件下（P），沸点t与汽液相组成（x,y）的关系。三、两组分理想溶液的气液平衡相图设溶液组成为：A+B，其中A为易挥发组分，B为难挥发组分。t-x线亦称泡点线：出现第一个气泡t-y线为露点线：对于组成为y1的蒸汽，冷却至与t-y线相交，出现第一个露珠ABa点组成为x1的理想溶液，在加热过程中，状态的变化情况液体b点饱和液体c点气液共存d点饱和气体f点气体ABbacd····fxy若为二元理想溶液,可利用计算方法求得即如何已知体系平衡温度t，求出相应的x和y？故，在两纯组分的沸点间，

8、任取一温度t，通过上式即可得相应的x和y。将各数据在x－y图中绘出曲线即可得到t-(x,y)相图——安托因方程如何绘制t-x-y图?结论：（1）气、液两相呈平衡状态时，气、液两相的温度相同，但气相组成大于液相组成。（2）若气、液两相组成相同，则气相露点温度总是大于液相的泡点温度（3）易挥发组分的浓度越高，体系的温度越低。（二）、x-y图取t-x-y图中的x,y数据，以x为横坐标，y为纵坐标，绘成的图为x-y图。结论：（1）x-