7.2.5张蒸馏相平衡图
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6蒸馏
1）温度－组成图（t－y－x图） 2）汽－液相平衡图（y－x图）
1）温度组成图（t—y—x图） P237
t-x(y) 图 代 表 的 是在 总 压 P
一定的条件下，相平衡时汽 （液）相组成与温度的关系。
在总压一定的条件下，将组成为 xf 的溶液加热至该溶液的泡点 tA，产 生第一个气泡的组成为 yA。 继续加热，随温度升高，物系变为 互成平衡的汽液两相，两相温度相 同组成分别为 yA 和 xA 。
平衡蒸馏的流程示意图
原料连续进入加热器中，加热至一定温度经节流阀骤然减压 到规定压力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离器中分开， 得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低 的底部产品。蒸汽与残液处于恒定温度与压力下，故气液两 相成平衡状态。
简单蒸馏和平衡蒸馏异同点
共同： 料液经一次汽化冷凝，只能使液体混合物得 到初步分离 不同： 1、简单蒸馏是间歇不稳定操作 2、平衡蒸馏是连续稳定操作 3、若汽化率相同，简单蒸馏较平衡蒸馏可获 得更好的分离效果，即流出液组成更高。
见P238
（6－8） （6－8）
（6－10）
2）用相对挥发度表示的气液平衡关系 （P241－242）
即挥发度ν=饱和蒸气压po
相对挥发度也是温度的函数
表示组分 A 较 B 易挥发； 值越大， 两个组分在两相中相对含量的差别越 大，越容易用蒸馏方法将两组分分离.
2、双组分理想溶液的气液平衡相图（ P237 ）
1）用饱和蒸汽压表示的气液平衡关系 2）用相对挥发度表示的气液平衡关系
2、双组分理想溶液的气液平衡相图
1)用饱和蒸汽压表示的气液平衡关系
拉乌尔定律：在一定温度下，汽相中任一组分的
第六章 蒸馏
设计目标： 1）根据分离任务，确定产品流量 D，W；
D, xD F, q, xF
2）选择操作条件R、进料状态；
乙醇
78.3℃
水
100℃
乙醇-水恒沸物
78.15℃
19
（二）对拉乌尔溶液有负偏差的溶液
（1）无恒沸点溶液 如氯仿-苯溶液 pA<pA理， pB<pB理，介于pao、pBo 之间。
（2）有最高恒沸点的溶液 如硝酸-水溶液
20
第二节 蒸馏与精馏原理
一、简单蒸馏与平衡蒸馏
二、精馏原理
21
（一）简单蒸馏
N ET NT
ET 代表了全塔各层塔板的平均效率，其值恒小于 1.0 。一般 由实验确定或用经验公式计算。 对一定结构形式的板式塔，由分离任务和工艺条件确定出理 论板数后，若已知一定操作条件下的全塔效率，便可求得实 际板数。
30
（三）回流作用 连续精馏的充分必要条件： 最上要有高纯度易挥发组分的液相：液相回流 最下要有高纯度难挥发组分的气相：气相回流(上升蒸气) 问题：1. 精馏过程的能耗在何处？ 2. 无液相回流，分离结果如何？
简单蒸馏也称微分蒸馏，为间歇 非稳态操作（unsteady batch operation）。 加入蒸馏釜的原料液持续吸热沸 腾汽化，产生的蒸汽由釜顶连续 引入冷凝器得馏出液产品。
冷凝器
y
原料液
蒸气
x xD1 xD2 xD3
特点：釜内任一时刻的汽、液两相组成互成平衡。蒸馏过 程中系统的温度和汽、液相组成均随时间改变。间 歇、非定态，R=0
D, yD, te
原料液
F, xF, tF
加 热 器
t0
减 压 阀
塔顶产品
第五章蒸馏
二、蒸馏过程的特点：200页
2019/2/7
第二节 双组份溶液的气液相平衡
一、双组分理想物系的气液相平衡
双组份溶液 理想溶液：苯-甲苯 非理想溶液 拉乌尔定律 亨利定律 相图 ？ 1.理想溶液：
2019/2/7
双组份理想 溶液的平衡
理想溶液是混合液中指各组分的性质极相近、分子的结构相似， 分子间无缔合作用、同种分子之间和异种分子间作用力相等的 溶液 。 如：甲醇-乙醇溶液、苯-甲苯、烃类同系物等
o P p A pB p o x p A B (1 x)
x
o P PB （泡点方程） o o PA PB
o p pA A （露点方程） x y P P
纯组分的饱和蒸汽压与温度的关系：
书201例题
2019/2/7
B lg p A t C
0
（安托因方程）
2、用相对挥发度表示理想物系的气液平衡关系 组分的挥发度: 是该物质挥发难易程度的标志，表示。 纯组分的挥发度等于其同条件下它的饱和蒸汽压。
混合液中各组分的挥发度小于其同条件下的饱和蒸汽压。 混合液某组分挥发度:
pA A , xA pB B xB
pA、 pB——汽液平衡时，组分A、B在气相中的分压； xA、xB——汽液平衡时，组分A、B在液相中的摩尔分率 。
i＜1
2019/2/7
1.具有正偏差的溶液 一般正偏差：pA>pA理， pB>pB理。
乙醇－水溶液相图 纯乙醇沸点：78.3 ℃ 正偏差溶液：x=0.894，最低恒沸点，78.15℃ 最低恒沸点：气相组成与液相组成相等的点。 衡沸点处的相对挥发度α=1
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2. 具有负偏差的溶液
化工原理课件 9.3平衡蒸馏与简单蒸馏
T t e 1 q r c m, p
料液加热温度为
式中：
t F , T ——分别为料液温度与加热后的液体温度，K
te
cm, p ——混合液的平均摩尔热容，kJ/(kmol•K) —— 平均摩尔气化热，kJ/kmol
——闪蒸后气、液两相的平衡温度，K
r
(3) 过程特征方程式 平衡蒸馏时气、液两相处于平衡状态即两相温度 相同，组成互为平衡
(4) 馏出液平均组成的计算
y W1 W2 x1W1 x2W2
W2 x1 x 2 y x1 W1 W2y Nhomakorabeay
简单蒸馏流程图
1 过程的数学描述
过程特点：时变过程，非定态过程 (1) 物料衡算 衡算方法：对时间微元dτ的始末作物料衡算。 x——某瞬间釜中液体的组成，它由初态x1降至终态x2 y ——某瞬间由釜中蒸出的气相组成，随时间而变. W——某瞬间釜中的液体量，它随时而变，由W1降至W2 dτ时间内蒸出物料量为dW,釜内液体组成相应地由 x降为(x-dx).对该时间微元作易挥发组分的物料衡算
T Q T t e (1 q)r / cm, p Q Fcm, p (T t F ) te
1.0
其中x、y、te的计算 也可用图解法，见下图。
f
y
(te~x) 0 xF 1.0 x 平衡蒸馏的图解
泡点t
e
te
9.3.2 简单蒸馏
问题：已知W1、x1、x2，求W2，
y f x ——相平衡方程
理想溶液
x y 1 ( 1) x
t e x
平衡温度te与组成x应满足泡点方程 上述几个方程都是平衡蒸馏过程特征的方程式。
料液加热温度为
式中：
t F , T ——分别为料液温度与加热后的液体温度，K
te
cm, p ——混合液的平均摩尔热容，kJ/(kmol•K) —— 平均摩尔气化热，kJ/kmol
——闪蒸后气、液两相的平衡温度，K
r
(3) 过程特征方程式 平衡蒸馏时气、液两相处于平衡状态即两相温度 相同，组成互为平衡
(4) 馏出液平均组成的计算
y W1 W2 x1W1 x2W2
W2 x1 x 2 y x1 W1 W2y Nhomakorabeay
简单蒸馏流程图
1 过程的数学描述
过程特点：时变过程，非定态过程 (1) 物料衡算 衡算方法：对时间微元dτ的始末作物料衡算。 x——某瞬间釜中液体的组成，它由初态x1降至终态x2 y ——某瞬间由釜中蒸出的气相组成，随时间而变. W——某瞬间釜中的液体量，它随时而变，由W1降至W2 dτ时间内蒸出物料量为dW,釜内液体组成相应地由 x降为(x-dx).对该时间微元作易挥发组分的物料衡算
T Q T t e (1 q)r / cm, p Q Fcm, p (T t F ) te
1.0
其中x、y、te的计算 也可用图解法，见下图。
f
y
(te~x) 0 xF 1.0 x 平衡蒸馏的图解
泡点t
e
te
9.3.2 简单蒸馏
问题：已知W1、x1、x2，求W2，
y f x ——相平衡方程
理想溶液
x y 1 ( 1) x
t e x
平衡温度te与组成x应满足泡点方程 上述几个方程都是平衡蒸馏过程特征的方程式。
化工原理下平衡蒸馏
绿色化发展
环保要求的不断提高将推动平衡蒸馏技术向更加绿色、环保的方向 发展，如采用更环保的溶剂、优化能源利用等。
多元化发展
随着市场需求的多样化，平衡蒸馏技术将不断拓展应用领域，如生物 医药、新能源等领域。
面临挑战及解决策略
能源消耗大
传统平衡蒸馏技术能源消耗较大，不符合绿色发展趋势。
设备投资高
高性能的蒸馏设备投资成本较高，增加了企业经济压力。
面临挑战及解决策略
• 操作技术要求高：平衡蒸馏操作技术要求较高，需要专业 的技术人员进行操作和维护。
面临挑战及解决策略
加强技术创新
通过研发新的节能技术和设备，降低能源消耗和 物耗。
优化设备设计
通过优化蒸馏塔结构和设备设计，降低设备投资 成本和提高生产效率。
加强人才培养
加强专业技术人才的培养和引进，提高操作技术 水平和管理水平。
资源回收
平衡蒸馏技术还可以应用于资源回收领域。例如，从废旧 塑料、橡胶等材料中回收有价值的化学品或燃料等。
06
平衡蒸馏技术发展趋势与挑战
技术创新点及优势分析
高效分离技术
通过优化蒸馏塔结构和操作条件，提 高组分分离效率。
节能降耗技术
采用先进的节能设备和工艺，降低蒸 馏过程能耗和物耗。
技术创新点及优势分析
轻组分被蒸汽带至塔顶，经冷 凝器冷凝后部分回流，部分作
为产品采出。
重组分在塔底富集，经再沸器 加热后提供上升蒸汽，维持塔 内气液平衡。
通过调节回流比、加热量等操 作参数，实现不同组分的分离 。
设备性能评价指标
分离效率
衡量设备对原料液中不同组分 的分离程度。
产品纯度
反映设备生产出的产品的纯净 度。
热效率
环保要求的不断提高将推动平衡蒸馏技术向更加绿色、环保的方向 发展，如采用更环保的溶剂、优化能源利用等。
多元化发展
随着市场需求的多样化，平衡蒸馏技术将不断拓展应用领域，如生物 医药、新能源等领域。
面临挑战及解决策略
能源消耗大
传统平衡蒸馏技术能源消耗较大，不符合绿色发展趋势。
设备投资高
高性能的蒸馏设备投资成本较高，增加了企业经济压力。
面临挑战及解决策略
• 操作技术要求高：平衡蒸馏操作技术要求较高，需要专业 的技术人员进行操作和维护。
面临挑战及解决策略
加强技术创新
通过研发新的节能技术和设备，降低能源消耗和 物耗。
优化设备设计
通过优化蒸馏塔结构和设备设计，降低设备投资 成本和提高生产效率。
加强人才培养
加强专业技术人才的培养和引进，提高操作技术 水平和管理水平。
资源回收
平衡蒸馏技术还可以应用于资源回收领域。例如，从废旧 塑料、橡胶等材料中回收有价值的化学品或燃料等。
06
平衡蒸馏技术发展趋势与挑战
技术创新点及优势分析
高效分离技术
通过优化蒸馏塔结构和操作条件，提 高组分分离效率。
节能降耗技术
采用先进的节能设备和工艺，降低蒸 馏过程能耗和物耗。
技术创新点及优势分析
轻组分被蒸汽带至塔顶，经冷 凝器冷凝后部分回流，部分作
为产品采出。
重组分在塔底富集，经再沸器 加热后提供上升蒸汽，维持塔 内气液平衡。
通过调节回流比、加热量等操 作参数，实现不同组分的分离 。
设备性能评价指标
分离效率
衡量设备对原料液中不同组分 的分离程度。
产品纯度
反映设备生产出的产品的纯净 度。
热效率
《化工原理》气液平衡 _液体精馏
15
第7章 液体精馏
7.4.2 物料衡算－操作线方程
1．全塔的物料衡算 对图7-8所示的间接 蒸汽加热的连续精馏塔 作全塔物料衡算，并以 单位时间为基准，源自图7-7 精馏塔的物料衡算
16
第7章 液体精馏
则总物料 易挥发组分 F=D+W FxF=DxD+WxW （7-12） （7-12a）
式中 F－原料液流量（kmol/s）； D－塔顶产品（馏出液）流量（kmol/s）； W－塔底产品（釜残液）流量（kmol/s）； xF－原料液中易挥发组分的摩尔分率； xD－馏出液中易挥发组分的摩尔分率； xW－釜残液中易挥发组分的摩尔分率。
18
第7章 液体精馏
图7-8 精馏段操作线方程的推导
19
第7章 液体精馏
将式7-15代入式7-15a，并整理得：
y n +1 L D = xn + xD L+D L+D
（7-16）
若将上式等号右边的两项的分子和分母同时除以D，可得：
y n +1 = L/D 1 xn + xD L / D +1 L / D +1
13
第7章 液体精馏
7.4 双组分连续精馏的计算
精馏过程的计算可分为设计型和操作型两类。本章重点 讨论板式塔的设计型计算。精馏过程设计型计算，通常已知 原料液流量、组成及分离程度，需要计算和确定的内容有： ①选定操作压强和进料热状态等； ②确定产品流量和组成； ③确定精馏塔的理论板数和加料位置； ④选择精馏塔的类型，确定塔径、塔高和塔板结构尺寸，并 进行流体力学验算； ⑤计算冷凝器和再沸器的热负荷，并确定两者的类型和尺寸。
14
第7章 液体精馏
7.4.1 理论板的概念及恒摩尔流的假定
第7章 液体精馏
7.4.2 物料衡算－操作线方程
1．全塔的物料衡算 对图7-8所示的间接 蒸汽加热的连续精馏塔 作全塔物料衡算，并以 单位时间为基准，源自图7-7 精馏塔的物料衡算
16
第7章 液体精馏
则总物料 易挥发组分 F=D+W FxF=DxD+WxW （7-12） （7-12a）
式中 F－原料液流量（kmol/s）； D－塔顶产品（馏出液）流量（kmol/s）； W－塔底产品（釜残液）流量（kmol/s）； xF－原料液中易挥发组分的摩尔分率； xD－馏出液中易挥发组分的摩尔分率； xW－釜残液中易挥发组分的摩尔分率。
18
第7章 液体精馏
图7-8 精馏段操作线方程的推导
19
第7章 液体精馏
将式7-15代入式7-15a，并整理得：
y n +1 L D = xn + xD L+D L+D
（7-16）
若将上式等号右边的两项的分子和分母同时除以D，可得：
y n +1 = L/D 1 xn + xD L / D +1 L / D +1
13
第7章 液体精馏
7.4 双组分连续精馏的计算
精馏过程的计算可分为设计型和操作型两类。本章重点 讨论板式塔的设计型计算。精馏过程设计型计算，通常已知 原料液流量、组成及分离程度，需要计算和确定的内容有： ①选定操作压强和进料热状态等； ②确定产品流量和组成； ③确定精馏塔的理论板数和加料位置； ④选择精馏塔的类型，确定塔径、塔高和塔板结构尺寸，并 进行流体力学验算； ⑤计算冷凝器和再沸器的热负荷，并确定两者的类型和尺寸。
14
第7章 液体精馏
7.4.1 理论板的概念及恒摩尔流的假定
化工原理-6章蒸馏
1 yA 1 xA
y x 1 ( 1)x
——相平衡方程
当 α为已知时，可用相对挥发度表示了气液相平衡关系。
当 1 当 1
y=x, 即相平衡时气相的组成与液相的组成相同， 不能用蒸馏方法分离。
则y>x,α愈大，y比x大的愈多，组分A和B愈易分离。
三、双组分理想溶液的气液平衡相图
双组分理想溶液的汽液平衡关系用相图表示比较直观、 清晰，而且影响蒸馏的因素可在相图上直接反映出来。蒸馏 中常用的相图为恒压下的温度-组成（ t-x-y ）图和气相-液 相组成（ x-y ）图。
当生产任务要求将一定数量和组成的原料分离成指定组成 的产品时，精馏塔计算的内容有：出液和塔釜残液的流量、塔 板数、进料口位置、塔高、塔径等。
6.4.1 全塔物料衡算
1．全塔物料衡算
单位时间为基准
总物料衡算： qn,F=qn,D+qn,W 易挥发组分物料衡算：
qn,FxF=qn,DxD+qn,WxW qn,F、qn,D、qn,W——流量，kmol/h
二、蒸馏的分类
1、按蒸馏方法：简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏、特殊精馏。 2、按操作压力：常压；减压；加压。 3、按原料液组分数：双组分蒸馏和多组分蒸馏 4、按操作方式：间歇蒸馏和连续蒸馏。
三、蒸馏操作的特点
优点：* 适用面广，液体混合物和气体混合物均可 * 操作流程较简单，无需其他外加介质
缺点：* 能耗大
一、利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
法国物理学家拉乌尔在1887年研究含有非挥发性溶质的 稀溶液的行为时发现的，可表述为：“在某一温度下，稀溶 液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数”。
PA PA0 xA ——拉乌尔定律
pA0——纯组分A在溶液温度下的饱和蒸气压，Pa； xA——溶液中组分A的摩尔分数；
y x 1 ( 1)x
——相平衡方程
当 α为已知时，可用相对挥发度表示了气液相平衡关系。
当 1 当 1
y=x, 即相平衡时气相的组成与液相的组成相同， 不能用蒸馏方法分离。
则y>x,α愈大，y比x大的愈多，组分A和B愈易分离。
三、双组分理想溶液的气液平衡相图
双组分理想溶液的汽液平衡关系用相图表示比较直观、 清晰，而且影响蒸馏的因素可在相图上直接反映出来。蒸馏 中常用的相图为恒压下的温度-组成（ t-x-y ）图和气相-液 相组成（ x-y ）图。
当生产任务要求将一定数量和组成的原料分离成指定组成 的产品时，精馏塔计算的内容有：出液和塔釜残液的流量、塔 板数、进料口位置、塔高、塔径等。
6.4.1 全塔物料衡算
1．全塔物料衡算
单位时间为基准
总物料衡算： qn,F=qn,D+qn,W 易挥发组分物料衡算：
qn,FxF=qn,DxD+qn,WxW qn,F、qn,D、qn,W——流量，kmol/h
二、蒸馏的分类
1、按蒸馏方法：简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏、特殊精馏。 2、按操作压力：常压；减压；加压。 3、按原料液组分数：双组分蒸馏和多组分蒸馏 4、按操作方式：间歇蒸馏和连续蒸馏。
三、蒸馏操作的特点
优点：* 适用面广，液体混合物和气体混合物均可 * 操作流程较简单，无需其他外加介质
缺点：* 能耗大
一、利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
法国物理学家拉乌尔在1887年研究含有非挥发性溶质的 稀溶液的行为时发现的，可表述为：“在某一温度下，稀溶 液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数”。
PA PA0 xA ——拉乌尔定律
pA0——纯组分A在溶液温度下的饱和蒸气压，Pa； xA——溶液中组分A的摩尔分数；
化工原理蒸馏
第六章蒸馏蒸馏定义：蒸馏分类：易挥发组分难挥发组分有回流蒸馏（精馏）无回流蒸馏：简单蒸馏（间歇操作）平衡蒸馏（连续操作）特殊蒸馏：萃取蒸馏、恒沸蒸馏按操作压力可分为加压、常压和减压蒸馏两组分精馏和多组分精馏第一节双组分溶液的气液相平衡一、溶液的蒸汽压与拉乌尔定律纯组分的蒸汽压与温度的关系：拉乌尔定律：在一定温度下，理想溶液上方气相中任意组分的分压等于纯组分在该温度下的饱和蒸气压与它在溶液中的摩尔分数的乘积。
p=p A0x AA（6-2）p=p B0x B=p B0(1－Bx) （6-3）A式中p A、p B——溶液上方A，B组分的平衡分压，Pa；p0——在溶液温度下纯组成的饱和蒸汽压，随温度而变，其值可用安托尼(Antoine)公式计算或由相关手册查得，Pa；x、x B——溶液中A，B组分的摩尔分数。
A二、理想溶液气液平衡（一）t-y-x图1．沸点－组成图（t－ x－ y图）（1）结构以常压下苯-甲苯混合液t－ x－ y图为例，纵坐标为温度t，横坐标为液相组成x A和汽相组成y A（x，y均指易挥发组分的摩尔分数）。
下曲线表示平衡时液相组成与温度的关系，称为液相线，上曲线表示平衡时汽相组成与温度的关系，称为汽相线。
两条曲线将整个t－ x－ y图分成三个区域，液相线以下称为液相区。
汽相线以上代表过热蒸汽区。
被两曲线包围的部分为汽液共存区。
t－ x－ y图数据通常由实验测得。
对于理想溶液，可用露点、泡点方程计算。
（2）应用在恒定总压下，组成为x，温度为t1（图中的点A）的混合液升温至t2(点J)时，溶液开始沸腾，产生第一个汽泡，相应的温度t2称为泡点，产生的第一个气泡组成为y1(点C)。
同样，组成为y、温度为t4（点B）的过热蒸汽冷却至温度t3（点H）时，混合气体开始冷凝产生第一滴液滴，相应的温度t3称为露点，凝结出第一个液滴的组成为x1(点Q)。
F、E两点为纯苯和纯甲苯的沸点。
图苯－甲苯物系的t－ x－ y图图苯－甲苯物系的y－ x图应用t－ x－ y图，可以求取任一沸点的气液相平衡组成。
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第三章 蒸馏
7/91
第七章 蒸馏
相平衡关系——相对挥发度
α
2016年6月30日
第三章 蒸馏
1/91
〖说明〗
温度对相对挥发度的影响：t↑，α↓ 平均相对挥发度的计算：理想溶液中，由于t↑，pA。、pB。 ↑，因此α变化不大，一般可将α视为常数，计算时取平均值。 算法为：
利用α的大小判断某混合液能否用一般蒸馏方法分离及分 离的难易程度： α>1，表示组分A较B容易挥发，可用一般的蒸发方法 进行分离。α愈大, 物系愈易分离； α=1, 无法用普通蒸馏方法分离。
2016年6月30日
第三章 蒸馏
4/91
若将温度为t1，组成为x1的冷液体(A点)加热，升温到J点时 溶液开始沸腾，出现第一个气泡，相应的组成为y1，因此饱 和液体线又称泡点线。 继续升温，进入气液两相共存区，气液组成可由读图确定， 两相的量可由杠杆规则进行确定。 继续升温到H，液体将全部汽化，继续升温，气体成为过 热蒸汽。 同理，将过热蒸汽冷却到点H，混和气开始冷凝，产生第 一滴液体，因此饱和蒸汽线又称露点线。
6/91
2.x~y图（组成图） 将t~x~y图中y~x关系标绘 在直角坐标系中所得。
对角线 y=x 为参考线
x~y曲线上各点具有不同 的温度；
平衡线离对角线越远， 挥发性差异越大，物系越易 分离。
总压对x~y曲线影响不大，因此蒸馏中使用x~y图较t~x~y 图方便。
2016年6月30日
2016年6月30日
第三章 蒸馏
3/91
〖说明〗
图中有2条曲线。上方曲线为t~y线，表示混合物的平衡温 度t与汽相组成y之间的关系，称为饱和蒸汽线。下方曲线为 t~x线，表示混合物的平衡温度t与液相组成x之间的关系， 称为饱和液体线。 3个区域。液相区：代表未沸腾液体；过热蒸汽区：代表 过热蒸汽；汽液共存区：代表汽液同时存在。 2个端点。tA、tB代表纯A、纯B组分的沸点。
因此只有将液体部分汽化，才能起到分离作用。所以蒸馏操 作必须在气液两相共存区内进行。
2016年6月30日
第三章 蒸馏
5/91
气液共存区两相Biblioteka 成及量的确定 组成的确定：读图或由泡点方程、露点方程计算。 量的确定：由杠杆规则(如m、n点坐标所示的x和y) 。
m n
x
y
2016年6月30日
第三章 蒸馏
2016年6月30日
第三章 蒸馏
2/91
7.2. 5 两组分理想溶液的汽液平衡相图
有t~x~y图和x~y图两种。 1.t~x~y图（温度～组成图） (1)实验测定法 通过实验测定不同温度t下的组成x 和y，以组成x(y)为横标，温度t为纵标， 标绘所得即为t~x~y图。 (2)计算法 设定一温度t1，查取纯A、纯B组分 的饱和蒸汽压，利用泡点方程及露点 方程计算出对应的x1和y1，改变温度， 重复上述步骤……。将各个t、x、y数 据以t为纵标，x(y)为横标标绘在直接 坐标系中，即得t~x~y图。
7/91
第七章 蒸馏
相平衡关系——相对挥发度
α
2016年6月30日
第三章 蒸馏
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〖说明〗
温度对相对挥发度的影响：t↑，α↓ 平均相对挥发度的计算：理想溶液中，由于t↑，pA。、pB。 ↑，因此α变化不大，一般可将α视为常数，计算时取平均值。 算法为：
利用α的大小判断某混合液能否用一般蒸馏方法分离及分 离的难易程度： α>1，表示组分A较B容易挥发，可用一般的蒸发方法 进行分离。α愈大, 物系愈易分离； α=1, 无法用普通蒸馏方法分离。
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若将温度为t1，组成为x1的冷液体(A点)加热，升温到J点时 溶液开始沸腾，出现第一个气泡，相应的组成为y1，因此饱 和液体线又称泡点线。 继续升温，进入气液两相共存区，气液组成可由读图确定， 两相的量可由杠杆规则进行确定。 继续升温到H，液体将全部汽化，继续升温，气体成为过 热蒸汽。 同理，将过热蒸汽冷却到点H，混和气开始冷凝，产生第 一滴液体，因此饱和蒸汽线又称露点线。
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2.x~y图（组成图） 将t~x~y图中y~x关系标绘 在直角坐标系中所得。
对角线 y=x 为参考线
x~y曲线上各点具有不同 的温度；
平衡线离对角线越远， 挥发性差异越大，物系越易 分离。
总压对x~y曲线影响不大，因此蒸馏中使用x~y图较t~x~y 图方便。
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〖说明〗
图中有2条曲线。上方曲线为t~y线，表示混合物的平衡温 度t与汽相组成y之间的关系，称为饱和蒸汽线。下方曲线为 t~x线，表示混合物的平衡温度t与液相组成x之间的关系， 称为饱和液体线。 3个区域。液相区：代表未沸腾液体；过热蒸汽区：代表 过热蒸汽；汽液共存区：代表汽液同时存在。 2个端点。tA、tB代表纯A、纯B组分的沸点。
因此只有将液体部分汽化，才能起到分离作用。所以蒸馏操 作必须在气液两相共存区内进行。
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气液共存区两相Biblioteka 成及量的确定 组成的确定：读图或由泡点方程、露点方程计算。 量的确定：由杠杆规则(如m、n点坐标所示的x和y) 。
m n
x
y
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7.2. 5 两组分理想溶液的汽液平衡相图
有t~x~y图和x~y图两种。 1.t~x~y图（温度～组成图） (1)实验测定法 通过实验测定不同温度t下的组成x 和y，以组成x(y)为横标，温度t为纵标， 标绘所得即为t~x~y图。 (2)计算法 设定一温度t1，查取纯A、纯B组分 的饱和蒸汽压，利用泡点方程及露点 方程计算出对应的x1和y1，改变温度， 重复上述步骤……。将各个t、x、y数 据以t为纵标，x(y)为横标标绘在直接 坐标系中，即得t~x~y图。