第三章蒸馏

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1、安康学院化学系化工原理电子教案第六章蒸馏绪论任何化工产品的制作无非是两个过程：分离过程与反应过程。原料（提纯）属分离，反应后（生成物与未反应的反应物分离）也属于分离过程。动量传递（流体输送）、热量传递（传热）只是反应过程与分离过程的一个条件或前提。物质在相间的转移过程——传质过程或分离操作。化工生产中所处理的原料、中间产物和粗产品等几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分是均相物系，（混合物分两大类：均相物系与非均相物系）。凡物料性质均匀而不存在相界面者称为均相混合物如溶液及混合气；凡物系内部有隔开两相的界面存在，而界面两侧的物料性质截然不同者称为非

2、均相物系。如：含尘气体、悬浮液、泡沫液、乳浊液）。非均相物系：用机械方法（沉降与过滤），分离气固相混合物与液固相混合物。均相物系：液液混合物用蒸馏分离，气气混合物用吸收分离，不适宜用蒸馏分离的液液混合物用萃取分离，液固混合物用干燥分离。一、蒸馏：根据液态混合物中各组分挥发度的不同，用部分气化、部分冷凝的方法分离液态混合物的一种操作过程。如：宁夏宝塔石化三厂将石油原油常压蒸馏为：汽油、溶剂油、轻柴油、中循油（轻、重柴油的混合物）重柴油、渣油。1.挥发：液态物质在低于沸点的温度下转变为气态的现象。在一定温度下，液态物质的蒸汽压力愈大，它的挥发性也就愈大。如：乙

3、醇、乙醚、丙酮等称作挥发性液体。2.挥发度：表示一种液体挥发的程度。对于纯液体可用其在一定温度下蒸气压的大小来表示。混合溶液中各组分的挥发度（）可用它在蒸气中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率之比来表示即。蒸馏是三传（动量传递、热量传递、质量传递）中第三传，即质量传递中之一。传质过程：包括蒸馏、吸收、萃取、干燥等单元操作。它实际上是分离过程。如：加热苯和甲苯的混合液，使之部分气化，由于苯的沸点较甲苯的低，即其挥发度较甲苯高，故苯较甲苯易从液相中气化出来。若将气化的蒸气部分冷凝，则冷凝液中甲苯多，而未被冷凝的蒸气中苯多。通常将：沸点低的组分称为易挥发组分或轻

4、组分。沸点高的组分称为难挥发组分或重组分。二、蒸馏分类间歇蒸馏：也叫（简单蒸馏），一次进料一次出料。1.按操作流程分类连续蒸馏：连续进料，连续出料。简单蒸馏：多组分溶液经过一次部分气化和部分冷凝过程进行分离的方法叫简单蒸馏。又称：微分蒸馏。2.按蒸馏方式分类平衡蒸馏（闪蒸）：如将混合液置于密闭的蒸馏釜中，在一定压强下加热到沸点，使之部分气化，在一定温度下到达平衡后，将气移出进行冷凝，这样一次气化的操作叫做平衡蒸馏。精馏：把液体混合物进行多次部分气化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使之混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。60/60安康学院化学系化工原

5、理电子教案特殊精馏：（恒沸精馏、萃取精馏、水蒸气蒸馏及分子蒸馏等）。分子蒸馏：在相当于绝对压强为的高度真空下进行。分子间的相互吸引力减小，物质的挥发度提高。水蒸气蒸馏：又称为蒸汽蒸馏。利用被蒸馏分与水不相混溶，且在常压下沸点较高或在较高温度下容易分解的物质，常用蒸汽蒸馏。操作时，将蒸气直接通入，使被分离的物质能在比原沸点低的温度下沸腾，生成的蒸气和水蒸汽一同逸出，经凝缩后分为两液层而去除水后得产品。用于硝基苯、苯胺硬脂酸、香精油等的精制和提炼。简单蒸馏与平衡蒸馏的异同：相同：都是单级蒸馏（一次部分气化和部分冷凝）。不同：⑴.过程方式不同，前者常以间歇式方式

6、进行，后者既可间歇又可连续。⑵.加热温度不同，前者边受热边汽化，后者加热到沸点汽化。⑶.前者只是部分气化（然后将部分气液冷凝下来）不强调气液平衡；后者也只是部分气化但必须使气相与液相处于平衡状态。常压3.按操作压强分类加压（塔顶压力高于大气压）减压（塔顶压力低于大气压）双组分精馏4.按待分离混合物中组分的数目分类多组分精馏本章研究：常压、两组分、连续精馏三、精馏要解决的问题60/60安康学院化学系化工原理电子教案1.气相、液相组成是如何表示的？2.精馏操作的极限是什么？如何表示？3.如何提高精馏塔的效率？4.根据分离的要求和加料情况确定精馏的操作条件。5.

7、计算精馏塔高（塔板数）。6.计算精馏塔径。7.计算精馏塔附属装置的设计与布置。四、气体混合物中各组分的摩尔分数与分压及体积的关系通式：（前提：理想气体）对理想气体（或高温低压接近理想气体的实际气体）某组分的摩尔分率即等于其分压分率与体积分率。（以上关系根据道尔顿分压定律、阿玛尔格分容定律推导而得。）五、理想溶液与非理想溶液A.理想气体（分子本身无体积，分子间无作用力，服从）B.理想流体：的流体服从1.理想溶液：各组分分子间的相互吸引力完全相同的溶液称为理想溶液。设溶液中，A和B是两种不同的物质，如：分别代表A-A分子，B-B分子和A-B两组分分子之间的吸引

8、力，则：。若与或大小相同或相近，则溶液中两组分能以任何比例完全互溶