两组分汽液平衡.ppt

* 化 学 工 程 基 础 * 授课教师:邸凯 第四章 精 馏 第二节 两组分溶液的气液平衡 一、理想双组分溶液的气液平衡 1、相律 F：自由度数 C：独立组分数 ：相数 2：温度、压力两条件 对双组分溶液气液平衡 、 ，所以 在双组分气液平衡中，可变化的参数有：t、p、x、y，所以只要有两个确定，则平衡物系的状态就确定了，故双组分的气液平衡可用一定压强下的t-x(y)或x-y的函数关系或相图表示。 2、双组分理想物系的平衡关系 理想物系 设双组分溶液中（A+B） A：沸点低，易挥发，称易挥发组分或轻组分 B：沸点高，难挥发，称难挥发组分或重组分 分别为A、B在液相中的摩尔分率或液相组成， 分别为A、B在气相中的摩尔分率或气相组成， 为纯A、B的饱和蒸汽压 为平衡分压 液相为理想溶液，满足拉乌尔定律， 气相为理想气体，满足道尔顿分压定律， 1）用饱和蒸汽压和相平衡常数表示气液平衡关系 理想溶液 ——气液平衡时液相组成与温度的关系 ——气相组成与温度的关系 设 ，称为相平衡常数，则 为简单起见，常略去下标，以 x表示液相中易挥发组分的摩尔分数，(1-x)表示难挥发组分在液相中的摩尔分数，y和(1-y)分别表示易挥发组分、难挥发组分在气相中的摩尔分数。 ——用相平衡常数表示的气液平衡关系 溶液中的组分的挥发度随温度变化 2）用相对挥发度表示的气液平衡关系 ①挥发度： 当体系达到平衡时，某组分i在气相中的分压pi与其在液相中的摩尔分率的比值叫相对挥发度，用vi表示。 纯组分的挥发度就是其饱和蒸汽压。 理想溶液 ②相对挥发度： 溶液中易挥发组分对难挥发组分挥发度之比叫相对挥发度，用 表示。 若压强不太高，气相服从道尔顿分压定律，则 理想溶液 ③用 表示的气液平衡关系： 气液平衡方程 说明： ，A比B易挥发； 越大，挥发度差异越大，分离越容易； ，A、B挥发度相同， ，普通精馏无法分离。 两条线 三个区 t 0 x(y) 1 M N 饱和液体线 饱和蒸汽线 过热蒸汽区 汽液共存区 液相区 3、两组分理想溶液的气液平衡相图： 1）温度—组成图（t-x-y）图： N：难挥发组分沸点 M：易挥发组分沸点 J A H B ：泡点温度 J：泡点 H：露点 ：露点温度 汽液共存时，yx，可达到分离目的。 2、同组分溶液，液体沸腾与气体冷凝温度不同。 M N J H t 0 x(y) 1 说明 二元理想溶液与纯组分不同的是： 1、沸点（泡点）不是一定值，与组成有关，介于M、N两点温度之间，易挥发组分增多，泡点下降； 2）x—y图： * 化 学 工 程 基 础