19-20学时--蒸馏.ppt

3.汽液平衡关系 平衡蒸馏中，汽液两相处于平衡状态，即两相温度相等，组成互为平衡。 在平衡蒸馏中，汽液组成关系同时满足平衡 方程与物料衡算方程。 注意 二、平衡蒸馏过程的计算 习题3-1 现将组成xF=0.5的苯和甲苯饱和液体进行闪蒸分离，已知闪蒸塔内压力为常压，温度为94℃，进料管线FE总压力降为50kPa,求:(1)气相馏出物组成yD、液相产品组成xW；（2）料液温度tF。 附：苯（A）和甲苯（B）的安托因方程分别为： 习题3-2 在常压下将含苯60%的苯和甲苯混合液进行平衡蒸馏，汽化率30%，已知物系的相对挥发度为2.47，试求： （1）汽液两相组成；（2）若对此溶液进行简单蒸馏，使残液含量与平衡蒸馏相同，所得馏出物中苯的平均含量为多少？馏出物占原料的百分率为多少？ （3）若将剩下的残液继续进行简单蒸馏，使总汽化率与平衡蒸馏相同，所得馏出物单独收集，此馏出物中苯的平均含量为多少？两阶段简单蒸馏所得馏出物的总平均组成如何？ 练 习 题 目 思考题 1.讨论溶液的汽液平衡关系有何意义？ 2.挥发度与相对挥发度有何不同？ 3.相对挥发度在精馏计算中有何重要意义？ 4.何为泡点和露点，如何进行计算？ 5.平衡蒸馏的原理是什么？ 第三章 蒸 馏 通过本章学习，应掌握两组分理想物系的汽 液平衡关系、平衡蒸馏与简单蒸馏、精馏的原理 与流程和两组分连续精馏的基本计算方法；了解 间歇精馏与特殊精馏过程。 学习目的 与要求 蒸馏 分离物系： 形成两相体系的方法： 传质原理： 示例： 液体混合物 部分汽化和冷凝 各组分挥发度不同 丙酮与水的分离 （液相＋汽相） 一、蒸馏过程的原理 液体混合物分离 二、蒸馏过程的应用 混合芳烃蒸馏可得到苯、甲苯及二甲苯等。 气体混合物分离 空气液化蒸馏可得到纯态的液氧和液氮等。 固体混合物分离 固体脂肪酸加热融化后用蒸馏方法分离。 加压液化 加热熔化 二、蒸馏过程的应用 炼油生 产装置 二、蒸馏过程的应用 乙烯生 产装置 二、蒸馏过程的应用 己内酰胺生产装置 二、蒸馏过程的应用 丙烯腈生产装置 一、蒸馏分离的特点 通过蒸馏分离可以直接获得所需要的产品。 蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离。 蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题。 蒸馏分离具有以下特点 适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物。 按蒸馏操作方式分类 蒸馏 按蒸馏操作流程分类 二、蒸馏过程的分类 简单蒸馏 平衡蒸馏 精 馏 特殊精馏 √ 蒸馏 间歇蒸馏 连续蒸馏 √ 按物系中组分数目分类 蒸馏 两组分蒸馏 多组分蒸馏 √ 按操作压力分类 蒸馏 常压蒸馏 加压蒸馏 √ 减压蒸馏 一、汽液平衡相图 1. 温度—组成图 在恒定的总压下，溶液的平衡温度随组成而变，将平衡温度与液（汽）相的组成关系标绘成曲线图，该曲线图即为温度一组成图。 t - x –y图 苯－甲苯混合液的 t- x- y 图 汽相线 液相线 液相区 汽相区 两相区 泡点 露点 2. 汽—液相组成图 汽—液相组成图直观地表达了在一定压力下，处于平衡状态的汽液两相组成的关系，在蒸馏计算中应用最为普遍。 一、汽液平衡相图 x –y图 苯－甲苯混合液的 x- y 图 平衡线 对角线 平衡线与对角线之间的距离越大 分离越容易 x1与y1互成平衡 1.拉乌尔定律 二、汽液平衡关系式 当理想溶液汽液两相呈平衡时，溶液上方组分的分压与溶液中该组分的摩尔分数成正比。 拉乌尔定律 整理，得 溶液上方的总压 P 等于各组分的分压之和 泡点方程 气液平衡时液相组成与平衡温度间的关系 二、汽液平衡关系式 安托尼 方程 2.以平衡常数表示的汽液平衡方程 设平衡的汽相遵循道尔顿分压定律，即 令 以平衡常数表示 的汽液平衡方程 平衡常数 二、汽液平衡关系式 代入泡点方程，得 由 露点方程 气液平衡时汽相组成与平衡温度间的关系 二、汽液平衡关系式 3.以相对挥发度表示的汽液平衡方程 挥发度定义 对于理想物系，有 (1)挥发度 二、汽液平衡关系式 相对挥发度定义 (2)相对挥发度 对于理想物系，有 相对挥发度 二、汽液平衡关系式 由道尔顿分压定律，有 (3)以相对挥发度表示的汽液平衡方程 二、汽液平衡关系式 略去下标，经整理可得 蒸馏操作α 1，α值愈大，分离愈容易。 讨论 若α=1，不能用普通蒸馏方法分离。 以相对挥发度表示 的汽液平衡方程 二、汽液平衡关系式 三、汽液平衡方程的应用 1.计算泡点温度 已知P、x求t、y 设：t0 ki yi NO YES tb = t0 2.计算露点温度 已知P、 y 求t、x 设：