化工原理讲稿课件.pptx

1、2022-10-7一、概述一、概述1、蒸馏的原理蒸馏的原理 利用混合物在一定压力下各组分相对挥发度（沸点）的不同进行分离的一种单元操作。易挥发组分：沸点低的组分 难挥发组分：沸点高的组分2022-10-7乙醇水体系的蒸馏分离乙醇水体系的蒸馏分离乙醇水乙醇水加热加热汽相汽相:醇富集醇富集液相液相:水富集水富集冷凝冷凝冷却冷却乙醇乙醇产品产品废水废水2022-10-72、蒸馏的分类、蒸馏的分类按蒸馏方式 简单蒸馏 平衡蒸馏（闪蒸）精馏精馏 特殊精馏 恒沸蒸馏 萃取蒸馏 水蒸汽蒸馏较易分离的物系或对分离要求不高的物系难分离的物系很难分离的物系或用普通方法难以分离的物系2022-10-7按操作压强 常

2、压常压 加压 减压 一般情况下多用常压 常压下不能分离或达不到分离要求 混合物中组分 双组分多组分 按操作方式 间歇 连续连续 2022-10-7二、拉乌尔定律二、拉乌尔定律 1、拉乌尔定律、拉乌尔定律 溶液理想溶液理想溶液非理想溶液 BBAAABaaaAoAAxpp BoBBxppxpA0)1(0 xpB2022-10-7oBoApp,可由Antoine方程计算或从手册中查 CtBAPln当溶液沸腾时，溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和 BAppP)1(xpxpoBoAoBoAoBPPPPxPpyAxPpoA由拉乌尔定律表示的气液平衡关系由拉乌尔定律表示的气液平衡关系2022-10-7三、

3、挥发度和相对挥发度三、挥发度和相对挥发度1、挥发度、挥发度对纯液体，挥发度指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压 oBBoAApvpv,对混合液，挥发度为组分在蒸气中分压和与之平衡的液相中的摩尔分率之比iiixpv 2022-10-7对于理想溶液：AAAxpvAAoAxxpoApoBBpv对于非理想溶液：BBBAAAxpvxpv,2、相对挥发度、相对挥发度 溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比，用表示。BAvvBBAAxpxpABBAxpxp2022-10-7相对挥发度的数值可由实验测得 对理想溶液：oBoABAppvv 理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两组分的泡和蒸汽压之比。当t

4、变化时，两者的变化不大，一般可将视为常数，计算时可取操作温度范围内的平均值。2022-10-7若操作压强不高，气相遵循道尔顿分压定律 BABAyyppABBAxpxpABBAxyxyxyxy)1()1(xxy)1(1气液平衡方程气液平衡方程 2022-10-7由 xxy)1(1知，1时，。xy 组分A较B易挥发，可以用蒸馏方法分离1时，挥发度差异愈大，愈有利于蒸馏操作。1时，。xy 不能用普通蒸馏的方法分离混合液。可作为混合液能否用蒸馏方法分离以及分离难易程度的判据。能否用蒸馏方法分离以及分离难易程度的判据。2022-10-7四、汽液相平衡图四、汽液相平衡图 1、温度、温度组成组成(yxt图图

5、)两条线两条线三个区三个区三种点三种点2022-10-7表示混合液的平衡温度和液相组成之间关系，t-x线。露点线表示混合液的平衡温度和气相组成之间的关系，t-y线，泡点线两条线两条线2022-10-7过热蒸汽区两相区两相区液相区三个区三个区2022-10-7沸点沸点（boiling point）泡点（泡点（bubble point）x越大，易挥发组分的含量越高，泡点温度越低。露点（露点（dew point）y越大，易挥发组分含量越高，露点温度越低。2022-10-7t 汽液两相处于平衡时，两相温度相同此时，气相组成大于液相组成；当气液两相组成相同时，气相露点温度总是高于液相的泡点温度。2022-10-7EtExFxEyE t-x-y 图与蒸馏原理图与蒸馏原理2022-10-72、x-y 图图平衡线位于对角线的上方，平衡线偏离对角线愈远，表示该溶液愈易分离。2022-10-7五、非理想溶液五、非理想溶液 非理想溶液 最低恒沸点 如：乙醇水，正丙醇水 最高恒沸点 如：硝酸水，氯仿酮 正偏差溶液 1i负偏差溶液 1i