化工原理：4液体的精馏分解.ppt

一、分离过程 1. 机械分离 被分离物为非均相混合物（两相或三相） 可用机械来进行分离，如过滤、离心等。 2. 传质分离 被分离物为均相混合物，设法将均相变为非均相，利用物系中不同组分间某种物性的差异来分离，如蒸馏、吸收等。 3. 速控分离 对均相混和物，通过控制各组分的传递速率来分离，如膜分离等。 二、传质分离 传质过程——物质以扩散的方式，从一相转移到另一相的相界面的转移过程，称为物质的传递过程，简称传质过程。 吸收：利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异，从而实现混合气体的分离。 蒸馏：利用液体混合物中各组分挥发性的不同，把液体混合物中各组分达到某种程度分离的单元操作。 制酒作坊装置 第二节 双组分溶液的气液相平衡 一、理想溶液的概念 根据溶液中同分子间的与异分子间的作用力的差异，可将溶液分为理想溶液和非理想溶液两种。 理想溶液：在这种溶液内，组分A、B分子间作用力aAB与纯组分A的分子间作用力aAA或纯组分B的分子间作用力aBB相等。 轻组分(A)与重组分(B) 挥发性：液相中物质的分子可从液相进入气相， 这特性称为挥发性。 在外压不变（一般为常压）时，设双组分(A， B)溶液中： A : 沸点低，易挥发，称为轻组分； B ：沸点高， 难挥发，称为重组分； xA, xB ： 分别为液相中A，B 的摩尔分率； yA, yB ： 分别为气相中A，B 的摩尔分率； 露点：在压力一定的情况下，开始从气相中分离出第一滴液滴的温度 2. 气液相平衡图（y—x图） t—x—y 图 y —x 图 六、 挥发度及相对挥发度 1. 挥发度ν： 表示某种溶液易挥发的程度。若为纯液体时，通常用其当时温度下饱和蒸气压来表示，如PA0。若为溶液时，各组分的挥发度，则用它在一定温度下蒸气中的分压和与之平衡的液相中该组分的 摩尔分率之比来表示， νA = pA / xA νB = pB / xB νA 、νB — 组分A、B 的挥发度。 对理想溶液，符合拉乌尔定律 νA = pA / xA = pA0 xA / xA = pA0 νB = pB0 ** 理想溶液中, 各组分的挥发度等于其饱和蒸汽压. 2. 相对挥发度 相对挥发度定义： 溶液中两组分挥发度之比。 3. 气液相平衡方程（用相对挥发度表示）： 可求得 x-y 关系的方程，称为气液平衡方程。 【例4-1】已知正戊烷（A）及正己烷（B）在不同温度下的饱和蒸汽压，求平均相对挥发度。正戊烷及正己烷的沸点分别为36.1 ℃和68.7 ℃。（50℃：pA0 =159.16 kPa pB0=54.04 kPa； 55℃： pA0 = 185.18 kPa pB0 = 64.44 kPa ） 解：理想溶液的平均相对挥发度可用平均温度下的饱和蒸汽压求取， 平均温度 t = ( 36.1+ 68.7) / 2 =52.4 ℃ 50℃ pA0 =159.16 pB0=54.04 α1 = pA0 / pB0=159.16 / 54.04 =2.95 55℃ pA0 = 185.18 pB0 = 64.44 α2 = pA0 / pB0 =185.18 / 64.44 = 2.87 内插法求52.4 ℃时的相对挥发度 t1 =50℃ α1 = 2.95 2、有回流的多次简单蒸馏 3、精馏塔与提馏塔 4、中间进料现代化精馏塔 连续精馏操作特点 优点：操作条件稳定不变，便于控制，产品质量稳定，容易实现自动化；可以节省辅助时间，设备利用率高，生产能力大；利用换热设备可以回收塔顶和塔底带出的热量，节约能量减少损耗。 缺点：设备庞大，只适合大规模生产。 2、恒摩尔流假定 （1）恒摩尔汽化：在精馏塔的精馏段内每层塔板的上升蒸汽摩尔流量都是相等的，提馏段亦然。但两段的上升蒸汽摩尔流量不一定相等。 V1=V2=V3=…=Vn=V V1’=V2’=V’3=…=V’n=V’ （2）恒摩尔溢流：在塔的精馏段内，每层塔板下降的液体摩尔流量都是相等的，提馏段亦然。但两段的液体摩尔流量不一定相等。 L1 =L2 =…=Ln=L L1’=L2’=L3’=…=Ln’=L’ 3、恒摩尔流假定成立的条件： （1） 各组分的摩尔气化潜热相等。 （2） 气液接