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紧密结合教材 围绕教学大纲 方便教师讲课 便于学生理解 第二节 实际溶液 产生正偏差,偏差不大的实际溶液相图 实际溶液相图 产生负偏差,偏差不大的实际溶液相图 产生较大正偏差的实际溶液相图 产生较大负偏差的实际溶液相图 表2-3在101.325kPa下二组分的最低恒沸点混合物 表2-4在101.325kPa下二组分的最高恒沸点混合物 恒沸混合物 在T-x图的两相区,物系点C代表了体系总的组成和温度。 通过C点作平行于横坐标的等温线,与液相和气相线分别交于D点和E点。DE线称为等温连结线。 落在DE线上所有物系点的对应的液相和气相组成,都由D点和E点的组成表示。 杠杆规则 杠杆规则 杠杆规则 液相和气相的数量借助于力学中的杠杆规则求算,即以物系点为支点,支点两边连结线的长度为力矩,计算液相和气相的物质的量或质量,这就是可用于任意两相平衡区的杠杆规则。即 或 可以用来计算两相的相对量 (总量未知)或绝对量(总量已知)。 精馏 蒸馏(或精馏)原理 简单蒸馏 简单蒸馏只能把双液系中的A和B粗略分开。 在A和B的T-x图上,纯A的沸点高于纯B的沸点,说明蒸馏时气相中B组分的含量较高,液相中A组分的含量较高。 一次简单蒸馏,馏出物中B含量会显著增加,剩余液体中A组分会增多。 蒸馏(或精馏)原理 蒸馏(或精馏)原理 如有一组成为x1的A,B二组分溶液,加热到T1时开始沸腾,与之平衡的气相组为y1,显然含B量显著增加。 接收 间的馏出物,组成在y1与y2之间,剩余液组成为x2,A含量增加。这样,将A与B粗略分开。 将组成为y1的蒸气冷凝,液相中含B量下降,组成沿OA线上升,沸点也升至T2,这时对应的气相组成为y2。 蒸馏(或精馏)原理 精馏 精馏是多次简单蒸馏的组合。 精馏塔有多种类型,如图所示是泡罩式塔板状精馏塔的示意图。 精馏塔底部是加热区,温度最高; 塔顶温度最低。 精馏结果,塔顶冷凝收集的是纯低沸点组分,纯高沸点组分则留在塔底。 蒸馏(或精馏)原理 蒸馏(或精馏)原理 用A、B二组分T-x图表述精馏过程。 取组成为x的混合物从精馏塔的半高处加入,这时温度为 ,物系点为O,对应的液、气相组成分别为 和 。 组成为 的气相在塔中上升,温度降为 ,有部分组成为 的液体凝聚,气相组成为 ,含B的量增多。 组成为 的气体在塔中继续上升,温度降为 ,如此继续,到塔顶,温度为纯B的沸点,蒸气冷凝物几乎是纯B。 蒸馏(或精馏)原理 蒸馏(或精馏)原理 组成为 的液相在塔板冷凝后滴下,温度上升为 。又有部分液体气化,气相组成为 ,剩余的组成为 的液体再流到下一层塔板,温度继续升高。如此继续,在塔底几乎得到的是纯A,这时温度为A的沸点。 精馏塔中的必须塔板数可以从理论计算得到。每一个塔板上都经历了一个热交换过程:蒸气中的高沸点物在塔板上凝聚,放出凝聚热后流到下一层塔板,液体中的低沸点物得到热量后升入上一层塔板。
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