化工原理第六章(概述、双组分溶液的气液相平衡).ppt

（2）在相同温度下，不同液体的饱和蒸气压不同。液体的挥发能力越大，其饱和蒸气压就越大。 【例如】25 ℃时，乙醇（A）、水（B）的饱和蒸气压分别为： pA0＝7.86kPa pB0＝3.17kPa 【结论】饱和蒸气压是表示液体挥发能力的属性之一。 （3）液体混合物在一定温度下也具有一定的蒸气压，但其中各组分的蒸气压（分压pA）与其单独存在时的饱和蒸气压（pA0）不同。 （4）对于二组分混合物，由于B组分的存在，使A组分在气相中的蒸气分压比其在纯态时的饱和蒸气压要小。 2、饱和蒸气压的获取 （1）通过实验测定； （2）由各种数据手册查找。 苯（A）和甲苯（B）的饱和蒸汽压表 101.3 86.0 74.3 63.3 54.0 46.0 40.0 pB0，kPa 240.0 204.2 179.2 155.7 135.5 116.9 101.3 pA0，kPa 110.6 105.0 100.0 95.0 90.0 85.0 80.1 温度，℃ 【特点】饱和蒸气压随温度升高而增大。 （3）在缺乏数据时，纯组分的饱和蒸气压与温度的关系可以用下列经验公式表示【安托因（Antoine）方程】： 式中 p0——纯组分液体的饱和蒸气压，kPa； t——温度，℃（K）； A、B、C——Antoine常数。可由数据手册查得。 苯与甲苯、乙苯的安托因常数表 212.93 1421.91 6.954 乙苯 219.58 1343.94 6.953 甲苯 220.24 1206.35 6.898 苯 C B A 组 分 3、理想物系 所谓理想物系是指液相和汽相应符合以下条件：（1） 液相为理想溶液，遵循拉乌尔定律。 （2） 汽相为理想气体，遵循道尔顿分压定律。 当总压不太高（一般不高于104kPa）时汽相可视为理想气体。 【有关说明】 （1）理想物系的相平衡是相平衡关系中最简单的模型，容易获得有关规律； （2）严格地讲，理想溶液并不存在，故理想物系也不存在； （3）对于化学结构相似、性质极相近的组分组成的物系，如苯—甲苯、甲醇—乙醇、常压及150℃以下的各种轻烃的混合物，可近似按理想物系处理。 【结论】在 x（液相组成）、y（汽相组成）、t（温度）、P（压强）四个变量中，只有两个是可以独立变化的。 根据相律，平衡关系的自由度F 为： 由于： K=2 Φ=2，故平衡物系的自由度 F=2 （1）蒸馏过程中汽液两相平衡时的特点 4、 汽液平衡的关系 表示相平衡关系通常可以采用以下三种方法： （1）使用气液相平衡数据表； （2）使用各种相图； （3）使用平衡关系式。 （2）气液相平衡的表示方法 （3）气液相平衡数据表 【特点】（1）直观。可直接由数据表读取气、液相组成与温度之间的关系； （2）信息不齐全，数据不连续。 0 0 0.058 0.128 0.156 0.304 0.256 0.453 0.376 0.596 0.508 0.721 0.659 0.830 0.823 0.923 1.0 1.0 x y 110.6 108.0 104.0 100.0 96.0 92.0 88.0 84.0 80.1 t（℃） 苯－甲苯的气液相平衡数据（101.3kPa） 1.00 0.979 0.958 0.915 0.870 0.825 0.779 y 1.00 0.95 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 x 64.5 65.0 66.0 67.6 69.3 71.2 73.1 t(℃) 0.729 0.665 0.579 0.418 0.304 0.134 0 y 0.40 0.30 0.20 0.10 0.06 0.02 0 x 75.3 78.0 81.7 87.7 91.2 96.4 100 t(℃) 甲醇—水溶液平衡数据（101.3kPa） 【结构】在一定的操作条件（T、P）下，将气液两相平衡时的气、液相组成在二维的直角坐标图表示出来。 【特点】用相图来表达汽液平衡关系较为直观，数据连续。蒸馏中常用的相图为： ①恒压下的温度—组成图 ②恒压下的汽相—液相组成图。 （4） 汽液平衡相图 ①温度——组成（t-x-y）图 【基本原理】在恒定的总压（P一定）下，汽、液的组成（x、y）随平衡温度（t）而变； 【构成】将平衡温度（t）与液（汽）相的组成（x、y）关系标绘成曲线图，该曲线图即为温度——组成图或t-x-y图。 1.0 1.0 80.1 0.962 0.9073 82 0.8734 0.7306 86 0.7725 0.575 90 0.6572 0.4363 94 0.527 0.3131 98 0.3801 0.