第八章 蒸馏 ppt
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《化工原理蒸馏》课件
蒸馏的原理与流程
蒸馏原理
基于不同组分在汽化、冷凝过程中的物理性质差异，通过控制温度和压力，使 不同组分得以分离。
蒸馏流程
包括加热、汽化、冷凝、收集等步骤，通过优化流程参数，提高分离效果和效 率。
蒸馏在化工中的应用
01
02
03
石油化工
蒸馏是石油化工中常用的 分离方法，用于生产汽油 、柴油、煤油等。
02
数学模型通过建立数学方程来描述蒸馏塔内各相之间的传递和
反应过程，以便对蒸馏过程进行模拟和优化。
常见的蒸馏过程数学模型包括质量传递、动量传递和热量传递
03
模型，以及涉及化学反应的模型。
蒸馏过程的模拟软件介绍
01
蒸馏过程的模拟软件是用于模 拟和优化蒸馏过程的计算机程 序。
02
这些软件基于数学模型，通过 数值方法求解描述蒸馏过程的 偏微分方程，以预测蒸馏塔的 操作性能和优化设计。
蒸馏压力也影响蒸馏效率和产品质量。在 高压下，液体沸点升高，可分离沸点更接 近的组分。
蒸馏速率
回流比
蒸馏速率决定了蒸馏过程的效率。过快的 蒸馏速率可能导致产品质量下降，而慢速 蒸馏则可以提高产品质量和分离效果。
回流比是影响蒸馏效率和产品纯度的关键 参数。增大回流比可以提高产品纯度，但 也会增加能耗和操作成本。
新型塔板和填料的应用
采用新型塔板和填料可以提高蒸馏效率和分离效果，降低能耗和 操作成本。
强化传热传质技术
采用强化传热传质技术可以提高蒸馏效率，减小设备体积和操作成 本。
过程集成与优化
通过过程集成与优化，实现蒸馏过程的节能减排和资源高效利用。
04
蒸馏过程的模拟与计算
蒸馏过程的数学模型
01
蒸馏-PPT(精)
塔板上的气液接触状态（增大接触面积）
鼓泡接触状态：当气速较低时，气体以鼓泡形 式通过液层。由于气泡的数量不多，形成的气 液混合物基本上以液体为主，此时塔板上存在 着大量的清液。因气泡占的比例较小，气液两 相接触的表面积不大，传质效率很低。
泡沫接触状态：当气速增加，缺泡数量集聚增 加，气泡不断的发生碰撞和破裂，此时板上液 体大部分以液膜的形式存在于气泡之间，形成 一些直径较小、扰动十分剧烈的动态泡沫，由 于泡沫接触的表面积大，并不断的更新，为两 相传质传热提供了良好的条件。
例题：某苯-甲苯混合液在45℃时沸腾， 外界压力为20.3kPa。此时PºA=22.7kPa； PºB=7.6, kPa试求其液相组成。
习题：某庚烷 –辛烷混合液在40℃时沸 腾，外界压力为101.3kPa。此时 PºA=122.7kPa； PºB=70.6, kPa试求其液 相组成。
三、相对挥发度：
当物系性质及塔板结构 已定时，塔的操作参数 即指气、液负荷。
负荷性能图即是将维持 塔的正常操作所允许的 气、液负荷范围的图示。
负荷性能图是由五条线围成，即漏液线、液体流 量下限线、液体流量上限线、液泛线和过量液沫 夹带线。由五条线所包围的区域为塔板的正常操 作区。塔的实际操作液气比应在此区域内。
挥发度——物质挥发的难易程度。用“ν”表示。
ALeabharlann PA xABPB xB
·相对挥发度——混合液中两组分挥发度之比称为该
两组分的相对挥发度，用α表示。
PAy/xAyAxB
PBy/xB yBxA
·用相对挥发度表 示的相平衡关系：
y x 1(1)x
y x 1(1)x
当α=1时，两组分在汽、液相中浓度相同，用普通精 馏是不能分离的；
第八章-分子蒸馏技术分解
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特点:
①液膜在旋转的转盘表面形成的液膜极薄且 分布均匀,蒸发速率和分离效率很高。
②受热时间更短,料液热裂解的几率低。 ③连续处理量更大,因此该装置更适合于工业
化连续性生产。
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7 分子蒸馏的适用范围
1.分子蒸馏适用于不同物质分子量差别较大的液体 混合物系的分离，特别是同系物的分离，分子量必 须要有一定差别。
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6
设Vm为某一分子的平均速度；f为碰撞频率； λm为平均自由程
则λm=Vm/f ∴f=Vm/λm 由热力学原理可知：
f
Vm • d 2P KT
则
m
•T
2 d 2 P
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7
T
m 2 • d 2P
温度、压力及分子有效直径是影响分子运动平均自 由程的主要因素。当压力一定时，一定物质的分子运 动平均自由程随温度增加而增加。当温度一定时，平 均自由程λm与压力p成反比，压力越小（真空度越 高），λm越大，即分子间碰撞机会越少、不同物质因 其有效直径不同，因而分子平均自由程不同。
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9
2 分子蒸馏背景
常规蒸馏，通常是指将液相加热至沸腾后再将气相冷凝， 从而实现混合物的分离，其实质是利用了不同物质间的沸 点差来完成的。尽管这种手段在工业上普遍应用，但对于 许多热敏性物系而言，这种方法并不适用。原因在于热敏 性物质在沸腾过程中会出现热分解，而这种热分解的速度 又是随着温度的升高呈指数升高，随停留时间的增大呈线 性增大的。因此，要解决好热敏性物系的分离间题，首先 就必须从降低蒸发过程的分离温度和缩短物料的受热时间 开始。
蒸馏PPT学习课件PPT课件
第1页/共7页
实验室制取蒸馏水的装置图
蒸馏装置图
第2页/共7页
2.装置
圆 底 烧 瓶
温度计
冷凝管 牛角管
石棉网
出水口
锥
酒
精
进水口
形 瓶
灯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第3页/共7页
注意事项：
蒸馏烧瓶中液体的 量不超过烧瓶容量
的2/3
在蒸馏烧瓶内 放有沸石，防 止暴沸
温度计水银球位于支管口下沿
冷却水下口进上口出，冷却水进 水通入与被冷凝蒸气流向相反
冷凝管
蒸馏烧瓶
牛角管
给蒸馏烧瓶加热要垫 石棉网
第4页/共7页
实验演示
•1.蒸馏 •2.Cl-的检验
第5页/共7页
完 第成 一创 课新 时设
计
第6页/共7页
感谢您的观看！
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实验室制取蒸馏水的装置图
蒸馏装置图
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2.装置
圆 底 烧 瓶
温度计
冷凝管 牛角管
石棉网
出水口
锥
酒
精
进水口
形 瓶
灯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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注意事项：
蒸馏烧瓶中液体的 量不超过烧瓶容量
的2/3
在蒸馏烧瓶内 放有沸石，防 止暴沸
温度计水银球位于支管口下沿
冷却水下口进上口出，冷却水进 水通入与被冷凝蒸气流向相反
冷凝管
蒸馏烧瓶
牛角管
给蒸馏烧瓶加热要垫 石棉网
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实验演示
•1.蒸馏 •2.Cl-的检验
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完 第成 一创 课新 时设
计
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化工原理蒸馏PPT课件
1
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1. 利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
在 一 定 的 压 力 下t fx
t gy
? 理想物系
在 一 定 的 温 度 下pAf x 理想物系 pBgx
p
A
pB
ห้องสมุดไป่ตู้
p
0 A
x
A
p
0 B
x
B
拉乌尔定律
理 想 物 系 的 t - x （ y ） 相 平 衡 关 系 ：
对 理 想 物 系 ， 汽 相 满 足 ： P p A p B p0 AxpB 0(1x)
vA
pA xA
vB
pB xB
显 然 对 理 想 溶 液 ， 根 据 拉 乌 尔 定 律 有 ：
Ap0 A，BpB 0
什 么 是 相 对 挥 发 度 ？
相对挥发度
vA vB
pA pB
xA xB
yA yB
xA xB
显然对理想溶液，有：
p
0 A
p
0 B
y x 1( 1)x
8
液体混合物的蒸气压
10
§6.2 双组分溶液的气液相平衡
二元物系汽液相平衡时，所涉及的变量有：
温度t、压力P、汽相组成y、液相组成x等4个。
t, P, y
A
B
f C 2 2 2 2 2 t, x
溶 液 （ A+B）
加热
11
§6.2 二元物系的汽液相平衡
P 一定
B
露点线 汽相区
t-y
t 泡点线 两相区
露点线一定在泡点线上方。 杠杆原理： 力力臂 = 常数
t-x
L1
液相区
0
x 或y
蒸馏课件
蒸馏
蒸馏：将液体部分气化，利用各组分挥发度的不同从 将液体部分气化，
而使混合物达到分离的单元操作。 而使混合物达到分离的单元操作。蒸馏是分离液相混 合物的典型单元操作。 合物的典型单元操作。
易挥发组分：沸点低的组分，又称为轻组分 沸点低的组分， 沸点低的组分 又称为轻组分。 难挥发组分：沸点高的组分，又称为重组分 沸点高的组分， 沸点高的组分 又称为重组分。
冷凝器
冷却水 原料液 蒸汽 蒸馏釜 收集 器
3.简单蒸馏的特点 3.简单蒸馏的特点
间歇操作 塔顶塔底组成不是 一对平衡组成 适合于混合物的粗 分离，特别适合于 沸点相差较大而分 离要求不高的场合， 例如原油或煤油的 初馏。
F,xF
W,x2
D, y
将一定组分的液体加热至泡点以上， 原理：将一定组分的液体加热至泡点以上，使 其部分气化，或者将一定组分的蒸汽冷却至露点以下， 其部分气化，或者将一定组分的蒸汽冷却至露点以下， 使其部分冷凝，两相达到平衡，然后将两相分离。 使其部分冷凝，两相达到平衡，然后将两相分离。此 过程的结果是易挥发组分在气相中富集， 过程的结果是易挥发组分在气相中富集，难挥发组分 在液相中富集。 在液相中富集。
根据道尔顿分压定律， 根据道尔顿分压定律，溶液上方的蒸汽总压为
P = pA + pB = p x + p (1 xA)
0 A A 0 B
P pB xA = 0 0 p A pB
0
（a） ）
当总压P不高时，平衡的气相可视为理想气体，服从道尔 当总压 不高时，平衡的气相可视为理想气体， 不高时
顿分压定律，即
1.蒸馏分离的依据 1.蒸馏分离的依据
将液体混合物部分气化，利用其中各组分挥发度不同 的特性而达到分离目的的单元操作。 这种分离操作是通过液相和气相间的质量传递来实现 的。例如：加热苯的。例如：加热苯-甲苯的混合液，使之部分气化， 由于苯的沸点(353K)较甲苯的沸点(383K) 由于苯的沸点(353K)较甲苯的沸点(383K)低，即其 挥发度比甲苯的高，故苯较甲苯易于从液相中气化出 来。若将气化的蒸汽全部冷凝，即可得到苯组成高于 原料的产品，从而使苯和甲苯得以分离。 将沸点低的组分称为易挥发组分或轻组分， 表示。 将沸点低的组分称为易挥发组分或轻组分，用A表示。 将沸点高的组分称为难挥发组分或重组分， 表示。 将沸点高的组分称为难挥发组分或重组分，用B表示。 则混合液：A+B 则混合液：A+B
蒸馏：将液体部分气化，利用各组分挥发度的不同从 将液体部分气化，
而使混合物达到分离的单元操作。 而使混合物达到分离的单元操作。蒸馏是分离液相混 合物的典型单元操作。 合物的典型单元操作。
易挥发组分：沸点低的组分，又称为轻组分 沸点低的组分， 沸点低的组分 又称为轻组分。 难挥发组分：沸点高的组分，又称为重组分 沸点高的组分， 沸点高的组分 又称为重组分。
冷凝器
冷却水 原料液 蒸汽 蒸馏釜 收集 器
3.简单蒸馏的特点 3.简单蒸馏的特点
间歇操作 塔顶塔底组成不是 一对平衡组成 适合于混合物的粗 分离，特别适合于 沸点相差较大而分 离要求不高的场合， 例如原油或煤油的 初馏。
F,xF
W,x2
D, y
将一定组分的液体加热至泡点以上， 原理：将一定组分的液体加热至泡点以上，使 其部分气化，或者将一定组分的蒸汽冷却至露点以下， 其部分气化，或者将一定组分的蒸汽冷却至露点以下， 使其部分冷凝，两相达到平衡，然后将两相分离。 使其部分冷凝，两相达到平衡，然后将两相分离。此 过程的结果是易挥发组分在气相中富集， 过程的结果是易挥发组分在气相中富集，难挥发组分 在液相中富集。 在液相中富集。
根据道尔顿分压定律， 根据道尔顿分压定律，溶液上方的蒸汽总压为
P = pA + pB = p x + p (1 xA)
0 A A 0 B
P pB xA = 0 0 p A pB
0
（a） ）
当总压P不高时，平衡的气相可视为理想气体，服从道尔 当总压 不高时，平衡的气相可视为理想气体， 不高时
顿分压定律，即
1.蒸馏分离的依据 1.蒸馏分离的依据
将液体混合物部分气化，利用其中各组分挥发度不同 的特性而达到分离目的的单元操作。 这种分离操作是通过液相和气相间的质量传递来实现 的。例如：加热苯的。例如：加热苯-甲苯的混合液，使之部分气化， 由于苯的沸点(353K)较甲苯的沸点(383K) 由于苯的沸点(353K)较甲苯的沸点(383K)低，即其 挥发度比甲苯的高，故苯较甲苯易于从液相中气化出 来。若将气化的蒸汽全部冷凝，即可得到苯组成高于 原料的产品，从而使苯和甲苯得以分离。 将沸点低的组分称为易挥发组分或轻组分， 表示。 将沸点低的组分称为易挥发组分或轻组分，用A表示。 将沸点高的组分称为难挥发组分或重组分， 表示。 将沸点高的组分称为难挥发组分或重组分，用B表示。 则混合液：A+B 则混合液：A+B
蒸馏实验幻灯片
5.将馏出液倾入指定的瓶中。
四、注意事项
A、常压蒸馏
1、开始加热前必须加入沸石， 防止液体过热而出现的 暴沸现象。在沸石的微孔中，吸附着一些空气，当加热 时会不断冒出微小的气泡成为液体气化中心，使液体沸 腾平稳。如果加热前忘记加沸石，应停止加热，待液体 稍冷后再加。如果沸腾中途停止过，则在重新加热前加 入新沸石。
2、整个装置应通大气，决不能造成封闭系统，因为封 闭系统在加热时会引起爆炸事故。
3、某些液体有时因蒸干而爆炸，所以进行蒸馏时，一 般都使烧瓶剩下少量液体。
B、水蒸气蒸馏
1、水蒸气蒸馏的设备为多为磨口玻璃，易破 碎，故安装时应小心，并尽量成一直线。
2、仪器的安装应遵循从下到上、从左到右的 顺序。
3、要控制加热的速度，不应太剧烈。
2、操作
1.加料 将待蒸馏的桔子皮置于B中约1/3左右，
2.加水 往A中加水（不超过3/4），然后将塞子塞好，
3.加热 对A加热，当水沸腾时，关闭螺旋夹使蒸汽进入B进行蒸馏，同时用 小火在石棉网上加热B ，以免部分冷蒸汽在B内冷凝而增加水的体 积。
4.停止蒸馏 当馏液澄清时，可停止蒸馏，此时先开螺旋夹或将蒸汽发生瓶的瓶 塞打开，然后熄火。
条件:
P总＝P水＋P有
三、实验步骤
A、常压蒸馏
（一）仪器的安装
1.从热源处开始，自下而上，从 左到右。
2.温度计的水银球上沿应在蒸馏 头支管下沿的水平延长线上。
（二）蒸馏操作
1、加料,通水。
2、加热 加热的强度以调节流出液速度为每秒1～2滴为宜。
3、收集 用接收瓶（事先称重）收集温度趋于恒定时的较纯的馏分并记录沸 程（约3℃以内）。温度本质性突然下降时应停止蒸馏。
2、水蒸气蒸馏 下列情况下采用水蒸汽蒸馏分离纯化产物效果较好：
四、注意事项
A、常压蒸馏
1、开始加热前必须加入沸石， 防止液体过热而出现的 暴沸现象。在沸石的微孔中，吸附着一些空气，当加热 时会不断冒出微小的气泡成为液体气化中心，使液体沸 腾平稳。如果加热前忘记加沸石，应停止加热，待液体 稍冷后再加。如果沸腾中途停止过，则在重新加热前加 入新沸石。
2、整个装置应通大气，决不能造成封闭系统，因为封 闭系统在加热时会引起爆炸事故。
3、某些液体有时因蒸干而爆炸，所以进行蒸馏时，一 般都使烧瓶剩下少量液体。
B、水蒸气蒸馏
1、水蒸气蒸馏的设备为多为磨口玻璃，易破 碎，故安装时应小心，并尽量成一直线。
2、仪器的安装应遵循从下到上、从左到右的 顺序。
3、要控制加热的速度，不应太剧烈。
2、操作
1.加料 将待蒸馏的桔子皮置于B中约1/3左右，
2.加水 往A中加水（不超过3/4），然后将塞子塞好，
3.加热 对A加热，当水沸腾时，关闭螺旋夹使蒸汽进入B进行蒸馏，同时用 小火在石棉网上加热B ，以免部分冷蒸汽在B内冷凝而增加水的体 积。
4.停止蒸馏 当馏液澄清时，可停止蒸馏，此时先开螺旋夹或将蒸汽发生瓶的瓶 塞打开，然后熄火。
条件:
P总＝P水＋P有
三、实验步骤
A、常压蒸馏
（一）仪器的安装
1.从热源处开始，自下而上，从 左到右。
2.温度计的水银球上沿应在蒸馏 头支管下沿的水平延长线上。
（二）蒸馏操作
1、加料,通水。
2、加热 加热的强度以调节流出液速度为每秒1～2滴为宜。
3、收集 用接收瓶（事先称重）收集温度趋于恒定时的较纯的馏分并记录沸 程（约3℃以内）。温度本质性突然下降时应停止蒸馏。
2、水蒸气蒸馏 下列情况下采用水蒸汽蒸馏分离纯化产物效果较好：
第八章蒸馏
第一节 双组分溶液的气液相平衡
（2）有最低恒沸点的溶液 如乙醇-水
第一节 双组分溶液的气液相平衡
（3）有最高恒沸点的溶液 如硝酸-水溶液
第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏
（一）平衡蒸馏
特点： 1. 可连续； 2. 定态； 3. 单级。
加
热减
器压
原料液
阀
Q
塔顶产品
yA
分 离 器 xA
塔底产品
第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏
纯组分的挥发度： = pAo
混合液某组分挥发度:
A
pA xA
,
B
pB 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。
（三） 相对挥发度
理想溶液则:
A
pA xA
pAo xA xA
pAo
B
pB xB
pBo xB xB
pBo
2. 相对挥发度(以α表示)
蒸馏
第一节 双组分溶液的气液相平衡 第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏 第三节 精馏原理，操作流程及计算 第四节 特殊精馏
概述
蒸馏 利用均相混合物中各组分挥发性的不同而
进行分离。。
目的 提纯或回收有用成分。
概述
蒸馏过程 加热
液体混合物 部分汽化
汽相：yA, yB 冷凝 液相 液相：xA, xB
易挥发组分(或轻组分): 挥发性高的组分，以A表示； 难挥发组分(或重组分): 挥发性低的组分，以B表示。
一般物系：
pA
A xA
B
pB xB
yA
理想气体： xA
yB
或：
yA xA
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提馏段的操作线方程
qMl ' qMw ym1 ' xm ' xw qMl 'qMw qMl 'qMw
2.图解法算理论塔板数
精馏段的操作线方程
yn 1 R 1 xn xD R1 R1
提馏段的操作线方程
qMl ' qMw ym1 ' xm ' xw qMl 'qMw qMl 'qMw
纯组分的挥发度： = pAo
混合液某组分挥发度: A p 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。
（三） 相对挥发度 理想溶液则:
pA pA xA o A pA xA xA pB pB xB o B pB xB xB
（3）有最高恒沸点的溶液 如硝酸-水溶液
第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏
（一）平衡蒸馏 特点： 1. 可连续； 2. 定态；
原料液
加 热 器
塔顶产品
减 压 阀 yA 分 离 器 xA
3. 单级。
Q
塔底产品
第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏
（二）简单蒸馏（微分蒸馏）
冷凝器
y 原料液
蒸气 x
xD1 xD2 xD3
o o
2. 相对挥发度(以α表示) 一般物系： A
B
pA pB xA xB
yA
理想气体：
xA xB
yB
yA xA 或： yB xB
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（三） 相对挥发度 3. 理想溶液的气液相平衡方程式
yB 1 y A xB 1 x A
代入
yA xA yB xB
2）沸点高，易回收；
4）价廉、稳定、安全。
第四节 特殊蒸馏
恒沸精馏 与 萃取精馏的比较： 1）原理： 2）第三组份： 恒沸物 塔顶出 难选 加量受限 塔底出 易选 量变,变
3）加入位置：
4）能耗：
加料处
大
塔顶
小
总结
蒸馏 第一节 第二节 第三节 第四节 双组分溶液的气液相平衡 平衡蒸馏和简单蒸馏 精馏原理，操作流程及计算 特殊精馏
物料衡算与热量衡算
1.全塔物料衡算
qMF xF qMD, xD
qMF xF qMD xD qMW xW
qMW, xW
2.精馏塔操作线性方程
（一）精馏段操作线方程 总物料衡算：
qMg=qMl+qMd
易挥发组分的物料衡算：
qMgyn+1=qMlxn+qMdxD
精馏段的操作线方程
qMl qMd yn 1 xn xd qMl qMd qMl qMd
x y 1 ( 1) x
——相平衡方程
• α 的物理意义：汽相中两组分组成之比是液相中两
组分组成 之比的倍数。
• 其值标志着分离的难易程度。
11
（三） 相对挥发度
x y 1 ( 1) x
——相平衡方程
• 若α =1，则普通蒸馏方式将无法分离此混合物。
• α <1, 则重新定义轻组分与重组分，使α >1。
2.精馏塔操作线性方程
令R=qMl/qMd，R称为回流 比
精馏段的操作线方程
yn 1
R 1 xn xD R1 R1
2.精馏塔操作线性方程
（二）提馏段操作线方程 总物料衡算： qMl ' qMg ' qMw 易挥发组分：
qMl ' xm ' qMg ' ym1 qMw xw
特点：间歇、非定态，
第三节 精馏原理，操作流程及计算
第三节 精馏原理，操作流程及计算
精馏原理：多次部分冷凝、多次部分汽化、液相
回流及上升蒸气。
进料板：原料液进入的那层塔板 精馏段：进料板以上的塔段 提馏段：进料板以下（包括进料板）的塔段 塔顶冷凝器和塔低再沸器
1. 精馏原理
1. 设备结构
二. 理想物系双组分连续精馏的计算
中药制药工程原理与设备
第八章 蒸馏
蒸馏
第一节 第二节 第三节 第四节
双组分溶液的气液相平衡 平衡蒸馏和简单蒸馏 精馏原理，操作流程及计算 特殊精馏
概述
蒸馏 利用均相混合物中各组分挥发性的不同而 进行分离。。
目的
提纯或回收有用成分。
概述
蒸馏过程 液体混合物 部分汽化
加热
汽相：yA, yB 冷凝 液相 液相：xA, xB
汽液相平衡图（equilibrium diagram）
T-x(y) 图 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 。 t/C
易挥发组分(或轻组分): 挥发性高的组分，以A表示； 难挥发组分(或重组分): 挥发性低的组分，以B表示。
概述
蒸馏过程的分类方法 简单蒸馏 平衡蒸馏 精馏 特殊精馏
1.蒸馏方式
2.操作方式
间歇蒸馏 连续蒸馏
概述
蒸馏过程的分类方法 常压蒸馏 3.按操作压力 加压蒸馏 减压（真空）蒸馏
4. 按物系的组分 数
第四节 特殊蒸馏
一、
二、
恒沸精馏
萃取精馏
30
一、 恒沸精馏 （一）含义：加第三组份，形成恒沸物（沸点
更低），塔底得纯产品。
（二）实例
苯
恒 沸 精 馏 塔 乙 醇 回 收 塔
富苯 富水
89%E 11%W
苯 回 收 塔
31
二、 萃取精馏
回 收 塔
（三）萃取剂应具备的条件 1）选择性好， ； 3）与原料互溶度大；
两相区 气相区 露点 露点线
泡点 泡点线
液相区
0
xA xf x(y)
yA
1.0
当温度达到该溶液的露点，溶液全部汽化成为组成为 yA= xf 的气相， 最后一滴液相的组成为 xA。
汽液相平衡图（equilibrium diagram）
T-x(y) 图
两条线：液相线（泡点线） 气相线（露点线） 三个区：液相区，过冷液体
第一节 双组分溶液的气液相平衡
非理想物系的气液相平衡
（一）对拉乌尔定律有偏差的溶液
PA P x A A
o A
（1）无恒沸点的溶液 如甲醇-水溶液 pA>pA理， pB>pB理，介于pAo、pBo 之间。
第一节 双组分溶液的气液相平衡
（2）有最低恒沸点的溶液 如乙醇-水
第一节 双组分溶液的气液相平衡
Байду номын сангаас
泡点方程（bubble-point equation）
poA、poB 取决于溶液沸腾温度，上式表达一定总压下液相组 成与溶液泡点温度关系。已知溶液的泡点可由上式计算液 相组成；反之，已知溶液组成也可算出溶液泡点。
第一节 双组分溶液的气液相平衡
当汽相为理想气体时
pA p xA yA P P
0 A
0 P pB xA 0 0 p A pB
0 0 p A P pB yA 0 0 P p A pB
上式为一定总压下汽相组成与温度的关系式。该温度 又称为露点（dew-point），上式又称为露点方程。
（三） 相对挥发度
1. 挥发度
组分的挥发度: 是该物质挥发难易程度的标志，表示。
气相区，过热蒸汽
两相区，气液共存 两相区特点：两相温度相同
y > x
组成相同，t露点>t泡点
14
汽液相平衡图（equilibrium diagram） x-y 图
•x~y线上各点温度不同； •对角线y=x为辅助曲线，y>x ， 平衡线在对角线之上； •平衡线离对角线越远，挥发 性差异越大，物系越易分离。
双组分蒸馏 多组分蒸馏
第一节 双组分溶液的气液相平衡
二， 理想物系的气液相平衡
理想溶液的气液平衡——拉乌尔（Raoult）定律
溶液沸腾时，溶液上方的总压应等于各组分分压之和，即
0 0 P p A pB p A x A pB 1 x A
P p xA 0 pA p
0 B 0 B
qMl ' qMw ym1 ' xm ' xw qMl 'qMw qMl 'qMw
2.图解法算理论塔板数
精馏段的操作线方程
yn 1 R 1 xn xD R1 R1
提馏段的操作线方程
qMl ' qMw ym1 ' xm ' xw qMl 'qMw qMl 'qMw
纯组分的挥发度： = pAo
混合液某组分挥发度: A p 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。
（三） 相对挥发度 理想溶液则:
pA pA xA o A pA xA xA pB pB xB o B pB xB xB
（3）有最高恒沸点的溶液 如硝酸-水溶液
第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏
（一）平衡蒸馏 特点： 1. 可连续； 2. 定态；
原料液
加 热 器
塔顶产品
减 压 阀 yA 分 离 器 xA
3. 单级。
Q
塔底产品
第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏
（二）简单蒸馏（微分蒸馏）
冷凝器
y 原料液
蒸气 x
xD1 xD2 xD3
o o
2. 相对挥发度(以α表示) 一般物系： A
B
pA pB xA xB
yA
理想气体：
xA xB
yB
yA xA 或： yB xB
10
（三） 相对挥发度 3. 理想溶液的气液相平衡方程式
yB 1 y A xB 1 x A
代入
yA xA yB xB
2）沸点高，易回收；
4）价廉、稳定、安全。
第四节 特殊蒸馏
恒沸精馏 与 萃取精馏的比较： 1）原理： 2）第三组份： 恒沸物 塔顶出 难选 加量受限 塔底出 易选 量变,变
3）加入位置：
4）能耗：
加料处
大
塔顶
小
总结
蒸馏 第一节 第二节 第三节 第四节 双组分溶液的气液相平衡 平衡蒸馏和简单蒸馏 精馏原理，操作流程及计算 特殊精馏
物料衡算与热量衡算
1.全塔物料衡算
qMF xF qMD, xD
qMF xF qMD xD qMW xW
qMW, xW
2.精馏塔操作线性方程
（一）精馏段操作线方程 总物料衡算：
qMg=qMl+qMd
易挥发组分的物料衡算：
qMgyn+1=qMlxn+qMdxD
精馏段的操作线方程
qMl qMd yn 1 xn xd qMl qMd qMl qMd
x y 1 ( 1) x
——相平衡方程
• α 的物理意义：汽相中两组分组成之比是液相中两
组分组成 之比的倍数。
• 其值标志着分离的难易程度。
11
（三） 相对挥发度
x y 1 ( 1) x
——相平衡方程
• 若α =1，则普通蒸馏方式将无法分离此混合物。
• α <1, 则重新定义轻组分与重组分，使α >1。
2.精馏塔操作线性方程
令R=qMl/qMd，R称为回流 比
精馏段的操作线方程
yn 1
R 1 xn xD R1 R1
2.精馏塔操作线性方程
（二）提馏段操作线方程 总物料衡算： qMl ' qMg ' qMw 易挥发组分：
qMl ' xm ' qMg ' ym1 qMw xw
特点：间歇、非定态，
第三节 精馏原理，操作流程及计算
第三节 精馏原理，操作流程及计算
精馏原理：多次部分冷凝、多次部分汽化、液相
回流及上升蒸气。
进料板：原料液进入的那层塔板 精馏段：进料板以上的塔段 提馏段：进料板以下（包括进料板）的塔段 塔顶冷凝器和塔低再沸器
1. 精馏原理
1. 设备结构
二. 理想物系双组分连续精馏的计算
中药制药工程原理与设备
第八章 蒸馏
蒸馏
第一节 第二节 第三节 第四节
双组分溶液的气液相平衡 平衡蒸馏和简单蒸馏 精馏原理，操作流程及计算 特殊精馏
概述
蒸馏 利用均相混合物中各组分挥发性的不同而 进行分离。。
目的
提纯或回收有用成分。
概述
蒸馏过程 液体混合物 部分汽化
加热
汽相：yA, yB 冷凝 液相 液相：xA, xB
汽液相平衡图（equilibrium diagram）
T-x(y) 图 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 。 t/C
易挥发组分(或轻组分): 挥发性高的组分，以A表示； 难挥发组分(或重组分): 挥发性低的组分，以B表示。
概述
蒸馏过程的分类方法 简单蒸馏 平衡蒸馏 精馏 特殊精馏
1.蒸馏方式
2.操作方式
间歇蒸馏 连续蒸馏
概述
蒸馏过程的分类方法 常压蒸馏 3.按操作压力 加压蒸馏 减压（真空）蒸馏
4. 按物系的组分 数
第四节 特殊蒸馏
一、
二、
恒沸精馏
萃取精馏
30
一、 恒沸精馏 （一）含义：加第三组份，形成恒沸物（沸点
更低），塔底得纯产品。
（二）实例
苯
恒 沸 精 馏 塔 乙 醇 回 收 塔
富苯 富水
89%E 11%W
苯 回 收 塔
31
二、 萃取精馏
回 收 塔
（三）萃取剂应具备的条件 1）选择性好， ； 3）与原料互溶度大；
两相区 气相区 露点 露点线
泡点 泡点线
液相区
0
xA xf x(y)
yA
1.0
当温度达到该溶液的露点，溶液全部汽化成为组成为 yA= xf 的气相， 最后一滴液相的组成为 xA。
汽液相平衡图（equilibrium diagram）
T-x(y) 图
两条线：液相线（泡点线） 气相线（露点线） 三个区：液相区，过冷液体
第一节 双组分溶液的气液相平衡
非理想物系的气液相平衡
（一）对拉乌尔定律有偏差的溶液
PA P x A A
o A
（1）无恒沸点的溶液 如甲醇-水溶液 pA>pA理， pB>pB理，介于pAo、pBo 之间。
第一节 双组分溶液的气液相平衡
（2）有最低恒沸点的溶液 如乙醇-水
第一节 双组分溶液的气液相平衡
Байду номын сангаас
泡点方程（bubble-point equation）
poA、poB 取决于溶液沸腾温度，上式表达一定总压下液相组 成与溶液泡点温度关系。已知溶液的泡点可由上式计算液 相组成；反之，已知溶液组成也可算出溶液泡点。
第一节 双组分溶液的气液相平衡
当汽相为理想气体时
pA p xA yA P P
0 A
0 P pB xA 0 0 p A pB
0 0 p A P pB yA 0 0 P p A pB
上式为一定总压下汽相组成与温度的关系式。该温度 又称为露点（dew-point），上式又称为露点方程。
（三） 相对挥发度
1. 挥发度
组分的挥发度: 是该物质挥发难易程度的标志，表示。
气相区，过热蒸汽
两相区，气液共存 两相区特点：两相温度相同
y > x
组成相同，t露点>t泡点
14
汽液相平衡图（equilibrium diagram） x-y 图
•x~y线上各点温度不同； •对角线y=x为辅助曲线，y>x ， 平衡线在对角线之上； •平衡线离对角线越远，挥发 性差异越大，物系越易分离。
双组分蒸馏 多组分蒸馏
第一节 双组分溶液的气液相平衡
二， 理想物系的气液相平衡
理想溶液的气液平衡——拉乌尔（Raoult）定律
溶液沸腾时，溶液上方的总压应等于各组分分压之和，即
0 0 P p A pB p A x A pB 1 x A
P p xA 0 pA p
0 B 0 B