化工原理蒸馏PPT课件

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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
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液体混合物的蒸气压
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§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
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§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
量 浓度差
L2
A 即：液相量L1=汽相量L2
pA A pA0
1 xA
A
t
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y
x 理 想 物 系 的 y-x 相 图
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补充：经验规则（ 1881年，阿诺华洛夫）
1）对于理想溶液，曾得到这样一条规则： “相对 较易挥发物质，在平衡蒸气相中的浓度要大于其 在溶液相中的浓度。”
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
相对挥发度
vA vB
pA pB
xA xB
yA yB
xA xB
y x 1( 1)x
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2 用相对挥发度表示的气液平衡关系
y x
…….双组分理想溶液的气液相平衡方程
1( 1)x
§6.1 概述 §6.2 双组分溶液的汽液相平衡 §6.3 蒸馏与精馏原理 §6.4 双组分连续精馏的分析与计算 §6.5 恒沸精馏与萃取精馏
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整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
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幻灯片1目录
§6.1 概述 §6.2 二元物系的汽液相平衡 §6.3 蒸馏方式与精馏原理
1、简单蒸馏 2、平衡蒸馏 3、平衡级和精馏原理
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§6.1 概述
一、什么是蒸馏？
利用各组分挥发度的差异将液体混合物加以分离的单
元操作称为蒸馏。
A 易挥发组分
二、蒸馏在工业生产中的应用
B
难挥发 组分
❖获得高纯度产品；
❖获得粗馏分。
例如： 在酿酒业中饮料酒；
部分汽化
溶 液 （ A+B）
加热
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§6.1 概述
2）数学表示式为： 若 PA0 PB0 ，则 yA xA
3）上述规则对非理想溶液来说，一般也是适用的。
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由于较易挥发的物质其沸
点较低，因此蒸气压—组 P 一 定
成图中，蒸气压较高的物 B
t-y
质A有较低的沸点；
t
而具有较低沸点的组分在
t-x
平衡气相中的浓度要大于
A
其在溶液中的浓度。
0
x 或y
蒸馏的分类
根据
被
蒸馏
的
混合
物
的组分
数
，可
分
为：
二元蒸馏 多 元 蒸 馏
连续蒸馏 根据操作过程是否连续，可分为： 间歇蒸馏
常压蒸馏 根据操作压力，可分为 加压蒸馏
减 压 蒸 馏
简单蒸馏 根据操作方式，可分为： 平衡蒸馏
精 馏
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三、基本概念
1、易挥发组分（轻组分）：在一定的外界压力下，混合物中沸 点低的组分容易挥发
1、对于二组分混合液，由于B组分的存在，使得A组 分在汽相中的蒸气分压比其在纯态下的饱和蒸气压 要小。
pA pA0xA ------拉 乌 尔 （ R a o u lt） 定 律
2、理想溶液：在全部浓度范围内符合拉乌尔定律的 溶液
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四、理想溶液汽液相平衡
蒸馏一般在恒压下操作，恒压下不同组成混 合液加热汽化达到汽液两相平衡时的平衡温度与液 相组成及汽相组成之间的关系。
ln p0 A B t C
液体的饱和蒸气压是表示液体挥发能力的一种属性。 液体的挥发能力越大，其蒸气压就越大。
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什 么 是 挥 发 度 ？
对 于 纯 液 体 ， 可 以 用 蒸 汽 压 p 0 大 小 表 示 其 挥 发 度
对 于 混 合 液 中 的 某 一 组 分 i ， 挥 发 度 i 定 义 为 :
x P pB0 p0A pB0
p
0 A
、
p
0 B
仅与温度
t
有关，可采用实
y pA p0Ax PP
p
0 A
P
P
p
0 B
p
0 A
p
0 B
测数据或用安托因（Antoine）方程 进行推算：
ln p0 A B t C
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2 用相对挥发度表示的气液平衡关系
对 于 混 合 液 中 的 某 一 组 分 i ， 挥 发 度 i 定 义 为 :
2、难挥发组分（重组分）：混合物中沸点高的组分 3、饱和蒸气压：在密闭容器内，在一定温度下，纯组分液体的
汽液两相达到平衡状态，称为饱和状态，其蒸气称为饱和蒸 气，其压力就是饱和蒸气压。
在一定温度下，混合液中饱和蒸气压高的组分容易挥发， 低的组分难挥发。
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纯组分的饱和蒸气压仅与温度 t 有关，可采用实测数据或用安托因 （Antoine）方程进行推算：
pB0 mmHg 292 334 381 434 492 556 627 705 760
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所以气相线在液相线 的
右上方（如图）
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6.2.1 双组分理想物系的气液相平衡
1. 利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
p
A
pB
p
0 A
x
A
p
0 B
x
B
下标A表示易挥发组分（轻组分）； 下标B表示难挥发组分（重组分）
pA
纯组分B
P
p B0
0
xA （ xB）
纯组分A p A0
A
p A0
B
A
t
加热
在一定温度范围内，α近似为常数；对理想物系，相对挥发
度与温度关系不大，可近似认为与温度无关。
α的大小反映了混合液分离的难易程度。
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表1 苯－甲苯物系的相对挥发度随温度的变化关系
t, 0C
80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.6
p0AmmHg 760 856 963 1081 1210 1350 1502 1668 1783