第七章 蒸馏
拉乌尔定律
五、回流比的影响及其选择
1、回流比对精馏操作的影响
•R↑ xD/R+1↓ ab 下移 y b c xW xF x xD f d e a
NT↓ R=∞ ab与ac重合
NT=Nmin •R↑ D、W不变
2013-7-10
L、V↑
xD/R+1
R↓
xD/R+1↑ N↑
ab上移 a y N=∞ b c xW xF x xD f d
ab、q线与平衡线交于d
R=Rmin
Rmin＜
R
＜R∞
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xD/R+1
d点夹紧点
e
2、全回流及最少理论板层数
全回流时，D=0， F=0，W=0 ；达到给定分离程度所需
的理论板层数最少为Nmin。
1）Nmin的求法 a）图解法
xW
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xD
b）解析法——芬斯克(Fenske)方程式
进料量中轻组分的百分数。
塔底难挥发组分回收率：
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2、精馏段操作线方程
对总物料：
对易挥发组分：
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——精馏段操作线方程
——回流比
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3、提馏段操作线方程
对总物料：
对易挥发组分：
提馏段操作线方程：
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三、进料热状况对操作线的影响
1、精馏塔的进料热状况 （1）冷液进料；（2）饱和液体（泡点）进料；（3）汽液混合物 进料；（4）饱和蒸汽(露点)进料；（5）过热蒸汽进料。 2、进料热状况参数q 1）定义式 物料衡算： 热量衡算：
……
提馏段
m-1层 （未包括
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初中化学蒸馏教案
初中化学蒸馏教案
目标：学生通过本次实验，掌握蒸馏原理和方法，了解蒸馏的应用及意义。
实验材料：
- 醋酸
- 清水
- 酒精灯
- 实验室烧杯
- 醇喷壶
- 蒸馏器
实验步骤：
1. 将醋酸倒入实验室烧杯中，加入适量的清水混合。
2. 将蒸馏器的水冷凝器连接好，确保蒸馏器处于水平状态。
3. 将醇喷壶插入蒸馏器烧瓶中，并点燃酒精灯。
4. 温度升高后，观察醇喷壶内的液体发生变化。
5. 搜集并观察蒸馏液体。
结果分析：
1. 在蒸馏器中，液体被加热至沸点后蒸发，然后通过冷却凝结成液体。
2. 蒸馏操作可以提纯液体，去除杂质。
讨论问题：
1. 什么是蒸馏？它的原理是什么？
2. 蒸馏在生活中有哪些应用？
3. 蒸馏是一种物质的分离方法，请举例说明。
实验总结：
通过本次实验，学生掌握了蒸馏的基本原理和操作方法，提高了化学实验操作的能力。
蒸馏是一种重要的分离和提纯方法，在化工、制药等行业有着广泛的应用。
希望同学们在未来的学习和实践中能够灵活运用所学知识，不断提高自己的化学实验技能。
蒸馏习题
第七章蒸馏习题选择与填空1．混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈_____。
A容易；B困难；C完全；D不完全2．设计精馏塔时，若Ｆ、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将_______，塔顶冷凝器热负荷______ ，塔釜再沸器热负荷______。
A变大，B变小，C不变，D不一定3．连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V______ ，L′/V′______，x D______ ，x W______ 。
A变大，B变小，C不变，D不一定4．精馏塔操作时，若Ｆ、x F、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D______，x w______。
A变大，B变小，C不变，D不一定5．操作中的精馏塔，保持F，xF ，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则xD______，xw______。
A变大， B变小， C不变， D不一定6蒸馏与平衡蒸馏的主要区别是________________________________________ 7．用精馏操作依据是_______________________________，操作的必要条件是__________________________________。
8．直接蒸汽加热与水蒸汽蒸馏虽都是向釜液直接通入蒸汽，但其目的并不相同。
前者是_______________ ，而后者_______________。
9．操作中，若提馏段上升蒸汽量V增加，而回流量和进料状态（Ｆ，x F，q）仍保持不变，则R_____，x D_____，x w_____，L′/V′_____。
10．操作时，若Ｆ、Ｄ、xF 、q ，加料板位置、Ｖ不变，而使操作的总压力增大，则x D ________，x W _____11精馏塔的塔顶温度总低于塔底温度，其原因之一是__________________________，原因之二是_____________________。
化工原理蒸馏
化工原理蒸馏
蒸馏是一种重要的化工分离方法，利用物质的不同挥发性使其分离纯化。
蒸馏过程中，液体组分根据其挥发性差异在加热的条件下先蒸发，然后再经过冷凝回收成液体。
在蒸馏过程中，会产生不同的馏分，从而实现物质的分离和纯化。
在蒸馏中，首先将混合物加热至使其中的较易挥发组分蒸发并进入冷凝器，然后通过冷却将其转化为液体并收集。
而不易挥发的组分则在蒸馏瓶中富集，进一步提高纯度。
这样通过连续蒸发和冷凝，直到从混合物中逐渐分离出所需的纯组分。
蒸馏技术在石油、化工、制药等领域具有广泛的应用。
例如在石油炼制过程中，原油经过初次蒸馏分离得到不同沸点范围的馏分，例如天然气、汽油、柴油、液化石油气等。
而在制药过程中，蒸馏被用来纯化药物原料以去除杂质。
蒸馏的效率取决于诸多因素，包括温度、压力、液体性质和设备设计等。
不同的物质对于温度和压力的要求也不同，因此需要根据实际情况进行调整。
同时，蒸馏设备的设计也会影响蒸馏效率，例如塔板和填料的选择。
总之，蒸馏是一种重要的化工分离技术，能够实现混合物中的组分分离和纯化。
它在石油、化工、制药等领域具有广泛应用，并且可以根据具体情况进行调整以达到最佳效果。
高中化学必修一蒸馏教案
高中化学必修一蒸馏教案
一、教学内容：
1. 蒸馏的概念
2. 蒸馏的原理
3. 蒸馏的种类
4. 蒸馏的应用
二、教学目标：
1. 掌握蒸馏的基本概念和原理；
2. 理解蒸馏的种类和应用；
3. 能够实际操作进行蒸馏实验。
三、教学过程：
1. 导入：介绍蒸馏的概念和重要性。
2. 讲解蒸馏的原理和操作步骤。
3. 展示蒸馏的实际操作过程。
4. 学生实地操作蒸馏实验。
5. 总结并讨论蒸馏实验的结果。
6. 结束：布置课后作业。
四、教学重点和难点：
重点：蒸馏的原理和操作步骤。
难点：掌握蒸馏实验的操作技巧和注意事项。
五、教学辅助手段：
1. 实验室设备：酒精灯、试管、冷凝管等。
2. 蒸馏实验演示视频。
3. 相关实验材料和化学试剂。
六、教学评价：
1. 学生通过蒸馏实验的操作和观察，掌握了蒸馏的原理和应用。
2. 学生能够准确描述和解释蒸馏的过程。
3. 学生理解蒸馏在生产和实验中的重要性。
七、课后作业：
1. 撰写蒸馏实验报告。
2. 查阅相关资料，探讨蒸馏的进一步应用。
3. 准备下节课的预习内容。
八、教学反思：
蒸馏实验是化学课程中的基础实验之一，通过这次实验，学生不仅能够掌握蒸馏的基本原理和技术，还能够培养实验操作能力和科学态度。
在今后的实验教学中，可以结合更多生活和工业中的实际案例，使学生更好地理解蒸馏的应用和意义。
第七章 石油蒸馏过程
测定油品馏程的恩氏蒸馏就可以近似看作是简单蒸馏
2020/4/4
石油加工工程
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恩氏蒸馏中蒸发的气相经过蒸馏仪器空间需要一定的时间， 不能在生成的一瞬间立即被引出，而且蒸馏瓶颈壁上也有少 量蒸气会冷凝而形成回流，因此，只能把它看作是近似的简
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石油加工工程
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泡点和露点 ：
在一定压力下，加热油品，当其温度升高到某一数值时， 油品开始气化，油品刚刚出现第一个气泡并保持相平衡状 态时的温度，称为泡点温度，或称为平衡气化0%温度
继续升高温度使油品不断气化，当油品刚刚全部气化并保 持相平衡时的温度，称为露点温度，也称为平衡气化100% 的温度。
➢ 闪蒸过程的原料条件必须要保 证原料进入闪蒸罐后形成气、 液混相区。
➢ 在闪蒸过程中，气、液两相有 足够的空间和时间密切接触， 达到了平衡状态，则称为平衡 汽化，由于传质过程大部分发 生在气液接触的瞬间（对于粘 度 不 高 的 体 系 在 90 ％ 以 上 ） ， 因而闪蒸过程可以近似地按相 平衡来处理。
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石油加工工程
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置于密闭容器中的液体，在一定温度下，蒸发和冷凝同 时存在对，于开石始油时馏蒸分发，速在度一大定于的冷温凝度速和压度力，下随，着保蒸持发石出油的馏分分子 数气增、加液，两冷相凝共速存度，相而应且也气增、大液，两此相过的程相进对行量到（最汽后化率，）蒸和发两速 度相等中于的冷各凝组速分度都，不再达发到生动变态化平，衡这，时此该状石态油即馏为分气达-液到相了气平、衡 状液态平。衡状态
精气馏、的液分两离相效进果行要连远续远多优次于的平平衡衡汽汽化化和和简平单衡蒸冷馏凝
石油讲义6剖析
图7—10 三种蒸馏曲线比较
式中 D——温度校正值(加至t上)，℃； t——超过246℃的恩氏蒸馏温度，℃。
图7—12
实沸点蒸馏50%馏出温度与恩氏蒸馏50%馏出温度的关系
图7—13 实沸点蒸馏曲线各段温差与恩氏蒸馏曲线各段温差的关系
图7—14
恩氏蒸馏曲线坐标纸
[例7—1]
某轻柴油馏分的常压恩氏蒸馏数据如下：
馏出（体积分数），% 温度，℃ 0 239 10 258 30 267 50 274 70 283 90 296 100 306
在闪蒸过程中，如果气、液两相有足够的时间密切接触，达到了平 衡状态，则这种汽化方式称为平衡汽化。 平衡汽化的逆过程称为平衡冷凝。例如催化裂化分馏塔顶气相馏出 物，经过冷凝冷却，进入接受罐中进行分离，此时汽油馏分冷凝为液相， 而裂化气和一部分汽油蒸气则仍为气相(裂化富气)，见图7—2。 图7—2 平衡冷凝
曲线线段 0%～10% 10%～30% 30%～50% 50%～70% 70%～90% 90%～100% 恩氏蒸馏温差，℃ 22.2 9.6 7.6 9.9 14.5 11.4 实沸点蒸馏温差，℃ 9.4 5.0 3.8 4.5 6.2 3.2
图7—15
常压恩氏蒸馏50%点与平衡汽化50%点换算图
c．用图7—13查得实沸点蒸馏曲线各段温差：
曲线线段 0%～10% 10%～30% 30%～50% 50%～70% 70%～90% 90%～100% 恩氏蒸馏温差，℃ 22.2 9.6 7.6 9.9 14.5 11.4 实沸点蒸馏温差，℃ 38 18.9 13 13.4 18.6 13
高中化学教资试讲教案蒸馏
高中化学教资试讲教案蒸馏
一、教学目标：
1. 了解蒸馏的定义和原理；
2. 掌握蒸馏的基本步骤和操作方法；
3. 能够进行简单的蒸馏实验，提取纯净的溶液。
二、教学重点与难点：
重点：蒸馏的原理和步骤；
难点：如何有效地进行蒸馏操作，提取纯净的产品。
三、教学准备：
1. 实验器材：蒸馏装置、试管、试剂瓶、温度计等；
2. 实验药品：混合溶液（如混合酒精和水）；
3. 实验辅助资料：蒸馏实验步骤、蒸馏的原理图等。
四、教学步骤：
1. 导入（5分钟）
介绍蒸馏的背景和意义，引导学生对蒸馏的认识，激发学生学习兴趣。
2. 理论讲解（10分钟）
讲解蒸馏的原理和操作步骤，包括常见的简单蒸馏和分馏两种方式。
3. 操作演示（15分钟）
老师进行蒸馏实验操作演示，重点展示蒸馏装置的组成和使用方法。
4. 学生实验（20分钟）
学生分组进行蒸馏实验操作，根据实验步骤和指导，提取纯净的产品。
5. 结果分析（10分钟）
学生观察实验结果，比较提取产品的纯度与原混合物的差异，总结蒸馏的优势和应用。
6. 总结与提问（5分钟）
总结本节课的重点内容，鼓励学生提出问题，加深对蒸馏的理解。
五、作业布置：
要求学生写一份实验报告，包括实验目的、过程、结果和分析。
六、教学反思：
本节课通过理论讲解、操作演示和学生实验相结合的方式，使学生能够全面了解蒸馏的原理和操作方法，提高了学生的实际操作能力和动手能力。
同时，通过实验让学生亲身体验蒸馏的过程，加深了他们对化学实验内容的理解。
化工原理蒸馏
化工原理蒸馏
蒸馏是一种常用的分离技术，在化工工艺中广泛应用。
它通过利用液体混合物的不同沸点差异，将液体混合物分离成组成相对纯净的组分。
蒸馏过程中，液体混合物首先被加热至使得其中组分开始蒸发。
蒸气进入蒸馏塔，通过与冷凝在塔顶的冷却介质接触，发生冷凝，而后与塔内回流液体混合物进行质量和热量的交换。
这种热量和质量的交换使得高沸点组分向下方下降，而低沸点组分则向上升腾。
在蒸馏塔的上部，收集到的冷凝液体称为顶产物，中间的蒸馏液称为塔底产物。
通过逐步加热混合物，我们可以连续地收集不同沸点组分，并达到分离的目的。
在进行蒸馏操作时，需要考虑几个重要因素。
首先是选择适当的塔设计。
蒸馏塔的设计取决于混合物的性质和所需分离的组分。
其次是控制好供热的方式和力度，以确保达到适当的沸点差，使得分离过程更为高效。
此外，在实际操作过程中，还需要对蒸馏塔进行不断的操作和参数调整，以达到最佳的分离效果。
蒸馏作为一种常用的分离技术，在石油、化工等行业得到广泛应用。
通过蒸馏可以分离出石油中的汽油、柴油等燃料，也可以分离出化学反应中产生的不同组分。
不仅如此，蒸馏还可用于酒精的提取、水的纯化等领域。
总之，蒸馏是一种重要的分离技术，通过利用液体混合物的沸点差异，实现组分的有效分离。
在化工工艺中的广泛应用使得蒸馏具有重要的实际意义和理论价值。
中公教育高中化学蒸馏教案
中公教育高中化学蒸馏教案【教学目标】：
1.了解蒸馏技术的基本原理和实验方法；
2.掌握蒸馏技术的操作步骤和注意事项；
3.能够运用蒸馏技术进行实验操作，并获得纯净产物。
【教学重难点】：
1.蒸馏技术的原理和实验方法；
2.蒸馏操作的步骤和注意事项；
3.如何提高蒸馏的分离效果。
【教学准备】：
1.蒸馏装置：醇精密蒸馏装置、醇实验室蒸馏装置等；
2.蒸馏用的试剂：水、乙醇等；
3.其他实验用具：试管、试剂瓶、草莓等。
【教学步骤】：
一、介绍蒸馏技术的基本原理和实验方法
1.讲解蒸馏技术的定义和分类；
2.介绍蒸馏的原理和蒸馏方法；
3.分析蒸馏技术的应用领域和意义。
二、演示蒸馏操作步骤和注意事项
1.准备蒸馏装置和试剂；
2.操作蒸馏过程中的注意事项；
3.观察蒸馏过程，并讲解获得产物的纯度和收率的关系。
三、进行实验操作并总结经验
1.根据实验要求进行蒸馏操作；
2.记录实验数据和观察结果；
3.总结蒸馏操作的关键点和提高分离效果的方法。
【教学延伸】：
1.讲解其他蒸馏技术的原理和应用；
2.进行实验室实习，增强学生的操作技能；
3.组织学生进行蒸馏实验的设计和执行，培养其实验操作能力。
【教学反馈】：
1.让学生总结蒸馏实验中遇到的困难和解决方法；
2.进行实验结果的分析和讨论，检查学生对蒸馏技术的掌握程度；
3.鼓励学生提出意见和建议，促进教学效果的改进。
以上是中公教育高中化学蒸馏教案范本，希望对您有所帮助。
高中教案化学蒸馏
高中教案化学蒸馏
课时：1课时
教学目标：
1. 了解蒸馏的原理和方法。
2. 学会使用纯净水进行简单的蒸馏实验。
3. 掌握实验操作过程，培养实验操作技能。
4. 提高观察和记录实验数据的能力。
教学重点和难点：
重点：蒸馏的原理和方法。
难点：实验操作过程中的注意事项和技巧。
教学准备：
1. 实验设备：蒸馏器、酒精灯、试管、烧杯、温度计等。
2. 实验药品：纯净水。
3. 实验步骤表。
教学过程：
1. 引导学生了解蒸馏的原理和方法，讲解蒸馏器的结构和工作原理。
2. 演示蒸馏实验的操作步骤：将纯净水倒入烧杯中，然后将烧杯放入蒸馏器中，加热酒精灯使水汽升腾，经冷凝后收集蒸馏液。
3. 学生进行实验操作，注意观察水汽的升腾、冷凝和收集过程。
4. 学生记录实验过程中的观察现象和数据。
5. 教师引导学生分析实验结果，总结蒸馏实验的特点和应用。
6. 学生展示实验报告，进行讨论和交流。
实验注意事项：
1. 操作时要小心处理火源，避免发生火灾危险。
2. 实验过程中要注意观察现象，及时调整操作步骤。
3. 蒸馏器和烧杯要事先清洁干净，确保实验结果的准确性。
教学反思：
通过本次实验，学生了解了蒸馏的原理和方法，培养了实验操作技能和观察记录能力。
同时，也提高了学生的实践能力和动手能力，为以后的化学实验打下基础。
蒸馏
一、简单蒸馏与平衡蒸馏 1、简单蒸馏 2、平衡蒸馏（闪蒸）
特点：简单蒸馏和平衡蒸馏——
一次部分汽化
二、精馏原理
精馏——多次部分汽化与多次部分冷凝
一次汽化与一
次冷凝的t-y-x图
y3
y 2
B
x x2 x1 3
tF
2 x3 x
y3
A
x1 x2
对角线
y=x 为辅助曲线
y-x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。 0 即：在一定压力下，给出一个物质A在液相 pA yA x A 浓度x,其在饱和状态时（温度），则A在汽 p总 相中的浓度y?
上次课内容
蒸馏的概念：蒸馏、精馏、轻（重）组分，简 单蒸馏、平衡蒸馏，二组分蒸馏，常压蒸馏等 纯组分的饱和蒸汽压 （平衡时） 理想液体液体混合物平衡时上方蒸汽压（拉乌 尔定律） pA=pA0·A x t-y-x图（两条线，三个区域） 温度上升及下降时变化 0 0 0 p pB p A p pB t-y-x x xA 0 0 y p A pB 0 0 p p A pB x 汽液平衡关系式 y 1 ( 1) x
两式相减
Vy Lx Dx D
——两操作线的原始方程
(V V ) y ( L L) x ( DxD WxW )
而我们知
DxD WxW FxF
整理后得：
( L L qF )
'
(V ' V (q 1) F )
——q线方程 例7－3p269
上次课内容
y 1 y
煤焦油蒸馏与煤焦油馏分加工
第七章煤焦油加工煤焦油加工是将煤焦油用物理、化学方法予以不离和精制的工艺过程。
从焦油氨水不离器来的煤焦油混匀后，先通过脱水、脱渣、脱盐处理，然后进行蒸馏，按煤焦油组分沸点分割成轻油馏分(﹤170℃)、酚油馏分(170～210℃)、萘油酚油(210～230℃)、洗油馏分(230～300℃)、一蒽油馏分(300～330℃)和二蒽油馏分(330～360℃)，蒸馏残渣为煤焦油沥青。
煤焦油蒸馏的各段馏分用物理和化学方法处理，可提取各种化工产品，如图7-1所示。
第一节煤焦油蒸馏煤焦油蒸馏是依据煤焦油中各组分的沸点不同将各组分初步分割为几个富集某种和某几种化合物的馏分的加工过程。
煤焦油蒸馏包括蒸馏前的预备和蒸馏等工序。
蒸馏前的预备工作包括脱来自集气管的煤焦油、脱盐〔用Na2CO3溶液〕、脱图7-2煤焦油蒸馏工艺流程示意图渣、质量均匀化、脱水和脱盐等步骤。
煤焦油蒸馏的工艺流程如图7-2所示。
煤焦油蒸馏工艺按操作方式可分为间歇蒸馏和连续蒸馏两种。
连续蒸馏按操作压力有常压连续蒸馏、常压﹣减压连续蒸馏和减压连续蒸馏三种工艺流程。
常压连续蒸馏工艺流程有一塔式连续蒸馏流程和二塔式连续蒸馏流程。
一、煤焦油脱渣粗煤气中带有较多的煤粉、焦粉和炭黑等固体颗粒，它们在煤气冷却过程中进进煤焦油，使煤焦油中固体沉淀物含量急剧增加。
这不但导致煤焦油和沥青质量恶化，还会在煤焦油蒸馏过程中堵塞设备和管道，因此，焦油渣必须预先予以脱除。
脱渣分三段进行：(1)一段脱渣。
焦炉煤气与集气管中冷凝下来的冷凝液〔含煤焦油、氨水和焦油渣〕在气液不离器中不离，冷凝液流进机械化焦油氨水不离器，同焦炉煤气初冷器冷凝下来的煤焦油和氨水集合，经重力沉落不离，上层为氨水，中层为煤焦油，下层为焦油渣。
氨水溢流进中间槽，送回焦炉集气管喷洒。
煤焦油经液面调节器流进焦油中间槽，焦油渣由刮板输送机连续刮至漏斗排出。
这一方法可使焦油含渣量落至4﹪～6﹪。
(2)二段脱渣。
一段脱渣后的焦油，送进另一机械化焦油氨水不离器，经两段脱渣后煤焦油含渣量为﹪～﹪。
化工原理学--蒸馏
化工原理学–蒸馏引言蒸馏是化工过程中常用的一种分离技术，通过对混合物进行加热使其产生蒸汽，再将蒸汽冷凝得到纯净物质的方法。
在化工领域，蒸馏广泛应用于石油和化学工业中，用于分离液体混合物中的组分。
蒸馏原理蒸馏是基于物质的不同沸点而进行的分离技术。
在一种混合物中，不同成分具有不同的沸点，通过加热可以将低沸点成分转变为蒸汽，然后再通过冷凝将蒸汽转变为液体，从而实现纯度较高的分离。
在蒸馏过程中，需要一个蒸馏塔来进行操作。
蒸馏塔通常由一个加热器、塔板和冷凝器组成。
混合物首先被加热，在塔板上产生蒸汽。
蒸汽在塔板上与冷凝液进行接触，使其冷凝并收集。
这样，高沸点成分留在塔板上，而低沸点成分则以蒸汽的形式进入上层。
通过逐层重复这个过程，可以实现对混合物中各成分的分离。
蒸馏的分类蒸馏可以根据不同的条件和原理进行分类。
常见的蒸馏方法包括常压蒸馏、减压蒸馏、真空蒸馏等。
1.常压蒸馏：常压蒸馏是在常压条件下进行的蒸馏过程。
常压蒸馏适用于沸点较低的液体混合物，其中低沸点成分可以轻松转化为蒸汽。
2.减压蒸馏：减压蒸馏是在降低环境压力的条件下进行的蒸馏过程。
通过降低环境压力，可以使高沸点成分在较低温度下转化为蒸汽，从而减少热量的需求。
3.真空蒸馏：真空蒸馏是在低于大气压的条件下进行的蒸馏过程。
真空蒸馏适用于高沸点液体或易分解的物质，可以避免在较高温度下进行加热，从而减少热敏感成分的损失。
蒸馏的应用蒸馏作为一种常用的分离技术，广泛应用于石油炼制、化学工业、食品工业等领域。
1.石油炼制：蒸馏在石油炼制过程中起到了至关重要的作用。
通过蒸馏，可以将原油中的各种成分分离出来，例如汽油、柴油、润滑油和残渣等。
这种蒸馏过程被称为石油精馏。
2.化学工业：在化学工业中，蒸馏被广泛用于分离和纯化化学品。
例如，通过蒸馏可以从反应产物中分离出目标产品，并去除杂质。
3.食品工业：蒸馏也在食品工业中得到应用。
例如，酿酒过程中的蒸馏可以用于分离酒精和水，从而提高酒精的浓度。
第七章 蒸馏技术 制药单元操作技术(教学课件)
第七章 蒸馏技术
第一节 蒸馏的主要任务 一、蒸馏及其在制药生产中的应用
蒸馏是分离均相物系最常用的方法和典型的单元操作之一，广泛地应用于化工、石 油、医药、食品、冶金及环保等领域
蒸馏——利用完全互溶的液体混合物中各组分沸点的差别（或挥发性的差别）实现
组分的分离与提纯的一种操作。
挥发性高的组分，即沸点较低的组分(称为易挥发组分或轻组分) 挥发性低的组分，即沸点较高的组分（称为难挥发组分或重组分）
pyB xB yB xB
或
yA xA
yB
xB
yA xA
1 yA 1xA
略去下标A，整理得：
y x 1( 1)x
即为汽液相平衡方程。
10
• 讨论：（1）对于理想溶液，则：
p
0 A
p
0 B
p
0 A
p
0 B
随温度而变化，而两者的比值变化不大。
当操作温度不很大时，相对挥发度近似为一常数。
通常 均 顶釜
均
顶
釜
2
（2）相对挥发度表示溶液分离的难易程度。
若 1， y=x,用普通蒸馏方法无法分离；
若 1 ， y>x，易分离；
若
1， B组分为易挥发组分，A组分为难挥发组分。
11
• 一、简单蒸馏
第三节 简单蒸馏和精馏
简单蒸馏：使混合液在蒸馏釜中逐渐汽化，并不断将生成的蒸汽移出在冷凝器内冷 凝，使混合液中的组分部分分离的过程。
t-x-y图的应用： （1）确定温度—组成间的关系 （2）分析蒸馏及精馏原理
7
• 2．汽－液相组成图（y—x图） y—x图的绘制： 已知条件：操作总压、平衡数据。
步骤：（1）建立坐标系，作出y=x的对角线。
蒸馏和沸点的测定
不同液体的沸点是不同的，这取决于它们的分子组成 和分子间的相互作用力。
沸点与压力的关系
在一定压力下，液体的沸点是恒定的。压力的改变会 影响沸点的高低。
沸点测定的方法
蒸馏法
通过加热液体并收集蒸馏出的蒸 汽，当蒸汽冷却后重新凝结为液 体，此时的温度即为该液体的沸
点。
温度计法
将温度计插入液体中，加热液体并 记录温度计的读数，当液体开始沸 腾时，此时的温度即为该液体的沸 点。
压力计法
在密闭容器中加热液体，通过测量 容器内的压力变化来推算沸点。
沸点测定的应用
化学工业
在化学工业中，沸点测定是重要的分析手段， 用于确定液体的纯度、成分和性质。
食品工业
在食品工业中，沸点测定用于检测食品原料的 品质和安全性。
医学研究
在医学研究中，沸点测定用于研究药物的有效成分和药理作用。
PART 03
用搅拌器搅拌样品， 使蒸气均匀逸出。
记录实验过程中观 察到的现象，如温 度变化、蒸气量等。
实验结果分析
01
02
03
04
根据实验数据，绘制温 度与蒸气量的关系曲线。
根据曲线分析沸点附近 的温度变化情况，确定 样品的沸点。
比较实验结果与理论值， 分析误差产生的原因。
根据实验结果，评估样 品的纯度或与其他物质 的分离效果。
PART 04
实验注意事项
安全注意事项
实验操作应在良好通 风条件下进行，防止 吸入蒸汽。
实验过程中应远离火 源，防止意外事故发 生。
避免皮肤直接接触高 温的玻璃器皿，以防 烫伤。
实验误差分析
01
02
03
温度计误差
确保使用准确度高的温度 计，并定期校准。
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以 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， 表示。常省略下标用
α 表示。
则：
α A− B
α=
vA pA xA = vB pB xB
•
若操作压力 P 不高， 根据道尔顿分压定律
py A x A y A x A α= = py B x B y B x B
或
yA x =α A yB xB
三、精馏装置及精馏操作流程 如图7-8所示 精馏装置的构成： 精馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器构成，原料预热器、回流液泵、产品冷却器等。
汽相：自下而上易挥发组分浓度逐渐增大。 液相：自上而下难挥发组分浓度逐渐增大。 温度：自上而下逐渐增大。 加料板：原料液进入的那层塔板。 精馏段：加料板以上部分。 提馏段：加料板以下的部分（包括加料板）。 精馏段的作用：自下而上逐步增浓气相中的 易挥发组分，以提高产品中 易挥发组分的浓度。 提馏段的作用：自上而下逐步增浓液相中的 难挥发组分，以提高塔釜产品 中难挥发组分的浓度。
R L = R +1 V
截距:
xD R +1
（方法二）
过点a（xD，xD ）及点c（0， xD /(R+1)）的一条直线
•
（2）提馏段操作线方程
提馏段示意图如图7-11所示，同理对任意第m板和第m+1板 间以下塔段及再沸器作物料衡算式，即 总物料 易挥发组分
y
' m +1
L' = V ' + W
' ' L' x m = V ' y m +1 + Wx W
yA xA =α 1− yA 1 − xA
略去下标A，整理得：
αx y= 1 + (α − 1) x
即为汽液相平衡方程。
•
讨论：（1）对于理想溶液，则：
0 pA 0 pB
0 pA α= 0 pB
随温度而变化，而两者的比值变化不大。 当操作温度不很大时，相对挥发度近似为一常数。
通常
α均 = α顶 ×α釜
r均 + c 均 (t 泡 − t F ) r均
r均 ——原料液的平均摩尔汽化热，kJ/kmol；
c均 ——原料液的平均摩尔比热容，kJ/(kmol·℃) t 泡 ——原料液的泡点，℃；
tF
=2； ——进料温度，℃。
则： L’=L+qF
V=V’+(1-q)F
根据q值得大小将进料分为五种情况。 1． 2． 3． 4． 5．
•
(e)过热蒸汽：V > V’ L’<L 设：q—进料热状态参数
q 的定义式为：
( L' − L) q= F
即每1kmol进料使得L’较L增大的摩尔数。 通过对加料板作物料及热量衡算，就能得到q值得计算式：
q=
将1kmol 将1kmol进料变为饱和蒸汽所需 的热量 1kmol原料液的汽化潜热
= 式中：
冷凝器
露点线 M’
y 原料液 t/°C M
泡点线 蒸气 x 1.0
0 图7-5 简单蒸馏流程
xA x(y) 图 7-6 简单蒸馏原理
yA
•
二、精馏原理 液体多次部分汽化同时进行汽体多次部分冷凝。 将液体混合物进行多次部分汽化，在液相 中可获得高纯度的难挥发组分。 汽相混合物经多次部分冷凝后，在汽相中 可获得高纯度的易挥发组分。
α均 =
α顶 + α
2
釜
（2）相对挥发度表示溶液分离的难易程度。 若 若 若
α = 1 ， y=x,用普通蒸馏方法无法分离；
α >1
， y>x，易分离； B组分为易挥发组分，A组分为难挥发组分。
α p1 ，
• 一、简单蒸馏
第三节 简单蒸馏和精馏
简单蒸馏：使混合液在蒸馏釜中逐渐汽化，并不断将生成的蒸汽移出在冷凝器内冷 凝，使混合液中的组分部分分离的过程。 原理：混合液逐渐受热汽化，蒸汽不断引出。 其特点：间歇操作，产品浓度不稳定。
第七章 第一节 一、蒸馏及其在化工生产中的应用
蒸 馏 蒸馏的主要任务
蒸馏是分离均相物系最常用的方法和典型的单元操作之一，广泛地应用于化工、石 油、医药、食品、冶金及环保等领域 蒸馏——利用完全互溶的液体混合物中各组分沸点的差别（或挥发性的差别）实现 组分的分离与提纯的一种操作。 挥发性高的组分，即沸点较低的组分(称为易挥发组分或轻组分) 挥发性低的组分，即沸点较高的组分（称为难挥发组分或重组分） 蒸馏目的：对液体混合物的分离，提取或回收有用组分。 蒸馏依据：液体混合物中各组分挥发性的差异
L1 = L2 = L3 = L = L = 常数
' L1 = L'2 = L'3 = L = L' = 常数
注意：
不一定等于 L L'
L —精馏段任一塔板下降液体流量，kmol/h
L ′ —提馏段任一塔板下降液体流量，kmol/h
•
若恒摩尔流动假设成立，则有1kmol蒸汽冷凝，同时就必须有1kmol的液体气化。 满足恒摩尔流的条件： （1）两组分的摩尔汽化潜热相等； （2）两相接触因两相温度不同而交换的显热可忽略不计； （3）塔设备保温良好，热损失可以忽略不计。 二、物料衡算和操作线方程 1．全塔物料衡算 连续稳定操作，故：
•
在正常操作下，液相为连续相，汽相为分散相。 液体靠重力自上而下流动；气体靠压力自下而上流动。 气液相逆流，传质及传热的推动力较大。 第二节 两组分溶液的汽液相平衡关系
一、理想溶液的汽液相平衡关系——拉乌尔定律 理想溶液：分子之间作用力相等；混合前后体积不变；无混合热效应（混合前后总 焓值不变）。 拉乌尔定律：对于完全互溶的理想溶液，在一定的温度下当汽液两相达到平衡时， 溶液上方汽相中任意组分的分压 以其在液相中的摩尔分数 即：
•
2．汽－液相组成图（y-x图） y-x图的绘制： 已知条件：操作总压、平衡数据。
步骤：（1）建立坐标系，作出y=x的对角线。 （2）由 x
A
= f (t ) y A = f (t )
将x和y对应点描点连线。 y-x图的讨论
（1）y>x，故y-x曲线在对角线之上 1 y>x y-x （2）互成平衡的气液组成点落在y-x曲线上 （3）操作压力越大，y-x曲线越靠近对角线， 分离越难进行 （4）x-y曲线上各点具有不同的温度 , 右上方温度低，左下方温度高 y-x图的应用：图解理论塔板数目。
p
0 等于此纯组分在该温度下的饱和蒸汽压 p 乘
x
0 pA = pA xA A组分：
B组分：
0 0 p B = p B x B = p B (1 − x A )
•
A表示易挥发组分，
B表示难挥发组分；
x
表示液相组成，
y
表示汽相组成。
根据道尔顿分压定律可得溶液上方汽相总压为：
0 p = p A + p B = p 0 x A + p B (1 − x A ) A
L' W ' = ' xm − ' xW L −W L −W
提馏段操作线方程 方程的物理意义： ' xm 方程表示在一定的条件下，提馏段内自任意第m块塔板下降液相组成 与其相邻的下一块（即m+1）塔板上升蒸汽组成 y m +1 之间的关系。 式中的
'
L'
受加料量及进料热状况的影响。
•
在稳定操作状态下，W、xw为定值，L`、V`为常数，故提馏段操作线也为一条 直线。该直线过b（ xw , xw ）,斜率为L` / V` , L`受加料量及进料热状况的影响。 三、进料热状况的影响 1.五种进料状况分析： (a) 冷液： V’>V L’>L (b) 饱和液体（泡点进料）: V’=V L’=L+F (c) 气液混合物：V > V’ L’>L （d）饱和蒸汽（露点进料）: L’=L V=V’+F
2．操作线方程 （1）精馏段操作线方程
（1）精馏段操作线方程
V = L + D Vyn +1 = Lxn + DxD
yn +1 =
令
L D xD xn + L+D L+D
L D
为回流比
R=
•
精馏段操作线方程 方程的物理意义：
y n +1 =
x R xn + D R +1 R +1
表示在一定的操作条件下，精馏段内自任意第n块板下降液相组成xn与 其相邻的下一块（即n+1）塔板上升蒸汽组成y(n+1)之间的关系。 精馏段操作线的绘制： （方法一） 斜率: 当R, D, xD为一定值时,该操作线为一直线。
•
三、相对挥发度 挥发度：表示溶液挥发的难易程度。 可以用气相中的某一组分的分压和与之平衡的液相中的摩尔分数之比来表示，即：
vA =
pA xA
vB =
讨论：（1）分压↑液相中的摩尔分数↓，则挥发度↑
pB xB
v （2）若为纯组分液体， A
α
= p 0 A vB = p 0 B
v = f (t )
挥发度随温度而变化。
描点连线得 t − x 描点连线得
曲线
0 （3）确定t- y对应关系。 y A = p A x A p
t − y 曲线
t-x-y图的构成： 两条线：
气相线（露点线）t − y 曲线； 液相线（泡点线） t 液相区 三个区域： 气-液共存区 气相区
−x
曲线
•
t-x-y图的讨论： （1）互成平衡的汽液组成点在同一条等温线上； （2）在某一温度下，汽液达到平衡时，y>x，汽相线始终在液相线之上； （3）混合液沸点介于tA和tB之间; （4）在两相区内，温度升高液相中A组分浓度减小，温度降低汽相中A组分浓度提高； （5）平衡的汽液两相的量满足杠杆规则； （6）只有在两相区才能对混合液实行有效的分离; （7）压力对t-x-y图的影响：压力增大，温度升高，曲线上移，且两相区变窄。 t-x-y图的应用： （1）确定温度-组成间的关系 （2）分析蒸馏及精馏原理