食品工程原理第七章
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衡量传质推动力的大小，传质过程以两相达到相平 衡为极限；
气液相平衡是分析蒸馏原理和进行蒸馏设备计算
的理论基础。
一、相关概念及气液平衡图 1 相律 相律是研究相平衡的基本规律，它表示平衡物系中 自由度数、相数及独立组分数间的关系。
F = C-φ+2
式中 F——自由度数
C——独立组分数
φ——相数 2表示外界只有温度和压强可以影响物系的平衡关系。
精馏方法加以分离。
4 气液平衡图(Graph of G—L Equilibrium) (1) 温度–组成图（t – x – y图）
上曲线：平衡时汽相组
成与温度的关系，称为汽 相线（露点曲线）；
T
t4 t3 t2 t1 J A B H
t-y
下曲线：平衡时液相组
成与温度的关系，称为液 相线（泡点曲线）。
物料衡算： 热量衡算：
F+L+V = L+V
F,IF
' '
'
'
V,IV
L,IL
FIF +LIL +V I V' = VI V +LI L'
式中：
IF —— 原料液的焓，kJ/kmol；
加料板
V΄,IV΄ L΄,IL΄
IV、 IV΄ —— 分别为进料板上下处饱和蒸气的的焓， kJ/kmol；
IL 、IL΄ —— 分别为进料板上下处饱和液体的焓，kJ/kmol；
xn+1
xn
xn-1 >xn
yn >yn+1
塔内气液的流动
理论塔板 (Ideal plate) ：若 yn和xn满足气液平衡方程，
则此层塔板称为理论 塔板。
3 精馏操作流程
设备：包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶冷凝器、原
料预热器、回流液泵等。
加料板：当某块塔板上的浓度与原料的浓度相近或
相等时,料液由此加入，该板称为加料板。
令R=L/D（R称为回流比），则有
yn 1
R 1 xn xD R 1 R 1
根据恒摩尔流假设，L为定值，且在稳定操作时， D及xD为定值，故R为常量。 上式即为精馏段操作线方程。
3、提馏段操作线方程
以提馏段第m层塔板以下塔段 及再沸器作为衡算范围，则有
F,xF
m
x΄m
y΄m+1
总物料衡算: L’=V’+W
Volatility）是指溶液中两组
相对挥发度（Relative
分挥发度之比，常以易挥发组分的挥发度为分子。
α=vA/vB=（PA/XA）/（PB/XB）
vA pA xA vB p B xB
当总压不高时，蒸气 服从道尔顿分压定律
Py A x A y A x A PyB xB y B xB
放出一部份作为塔顶产品，另一部分返回塔顶作为液 流，这部份液流称为回流。
再沸器：提供一定量上升的蒸气流。
精馏塔(Distilling Column)
yn-1
如图所示，
tn+1>tn-1
xn-1>xn+1
xn-1
yn
在任一塔板上易挥发组分由 液相转移到气相，而难挥发组 分从气相转移到液相，即
yn+1
因为塔板上液相和汽相呈饱和状态，且进料板上
下处的温度及气相组成各自都比较相近，所以有：
IV IV΄
代入热量衡算式整理得：
IL IL΄
（V- V΄ ）IV= FIF- (L΄ -L）IL
将物料衡算式代入
[F-（ L΄ -L ）] IV= FIF -（ L΄ -L）IL
IV I F L L IV I L F
当馏出液的平均组成或釜残液组成降至某规定值后，
即可停止蒸馏操作；
在同一批操作中，馏出液分批收集，可得到不同组
成的馏出液。
2 简单蒸馏流程
冷凝器
冷却水 原料液 蒸汽
蒸馏釜 收集 器
二、平衡蒸馏（闪蒸）
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，使其部
分冷凝，两相达到平衡，然后将两相分离。此过程的
一、理论塔板的概念( Ideal plate or tray )及恒 摩尔流的假定
理论板是指离开该塔板的蒸汽和液体呈平衡状态的
塔板。
x n yn 1 ( 1) x n
理论板不存在的原因：气液间接触面积和接触时
间是有限的，难以达到平衡状态。
理论板可作为衡量实际板分离效率的依据和标准。
第七章 蒸馏
重 点： 理论塔板、恒摩尔流、操作线方程、进料方程、 回流比 难 点： 操作线方程、进料方程、精馏设备
一组冷凝器
蒸馏：将液体部分气化，利用各组分挥发度的不同从
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。
易挥发组分：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。
x΄N
N
y΄N
W xW
易挥发组分: L’xm=V’ym+1+Wxw
由上两物料恒算式可得
ym1
L W xm xW L W L W
上式称为提馏段操作线方程。 注：提馏段液体量 L’不容易求，它除了与 L 有关外，还受进料量及进料热状况的影响 。
L L qF
'
三、进料热状况的影响
p A Py A
0
pA （b） yA xA P 式（a）和（b）为两组分理想物系的气液平衡关系式。
3 相对挥发度及气液平衡方程
纯液体的挥发度是指该液体在一定温度下的饱和
蒸气压。
溶液中各组分的挥发度定义为该组分在蒸气中的
分压和与之相平衡的液相中的摩尔分率之比，即
vA=PA/xA
vB=PB/xB
精馏段：加料板以上的部分，它起着回收原料中易
挥发组分增浓的作用。
提馏段：加料板以下的部分（包括加料板），它起
着回收原料中难挥发组分的作用。
精馏操作的不正常现象： 漏液、液沫夹带 液泛 反混
蒸汽
进 料 板 蒸汽 再沸器 液体 进料
冷却水 塔顶产品 水蒸气 冷凝水
塔底产品
连续精馏操作流程
全凝器
回流液
观察罩 贮槽
进料 馏出液
加热蒸汽
间歇精馏操作流程
釜液
冷凝水
第四节 两组分连续精馏的计算
两组分连续精馏工艺计算的主要内容
确定产品的流量； 确定精馏塔所需的理论塔板数和加料位置； 选择精馏塔的类型、确定塔径、塔高及塔的其它参数； 冷凝器和再沸器的设计计算。
确定合适的操作条件:操作压强、回流比和加料状态等；
F
V’,IVW’
W ,xW ,ILW
L’,ILM QB
釜残液
1、全塔物料衡算
总物料 易挥发组分 F = D+W FxF = DxD+WxW
塔顶易挥发组分回收率 =
DxD / FxF 100%
W (1 xW ) 100 % 塔底难挥发组分回收率 = F (1 xF )
2、精馏段操作线方程
xw
x1
xF y1 yF X（Y）
T
P=定值 D C
B
A
xw
x1
xF x2 y1 yF y2 X（Y）
二、多次部分气化和多次部分冷凝
Multi-partial gasification and condensing
T
P=定值
B
A
xmxFynFra bibliotekx(y)
y3 (或xD) y2
y3
冷凝 器 y1 xF 分离器 x1
0 B B 0 B
式中 p——溶液上方组分的平衡分压 p0——同温度下纯组分的饱和蒸气压 x——溶液中组分的摩尔分率
根据道尔顿分压定律，溶液上方的蒸汽总压为
P p A pB p A x A pB (1 x A )
0 0
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，服从道尔顿 分压定律，即
y1
x3 加热器
x2
多次部分气化示意图
上图所示的流程存在的问题：
分离过程得到的中间馏分多，纯产品的收率低。
流程庞杂，设备繁多，能量消耗大。 解决方法：
对任一分离器有来自下一级的蒸汽和来自上一级
的液体，气液两相在本级接触，蒸汽部分冷凝，同时
液体部分气化，又产生新的气液两相。蒸汽逐级上升，
液体逐级下降。省却中间加热器和冷凝器。工业上采 用塔板取代中间各级。
蒸馏操作的分类
按操作方式分：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特
殊精馏
按原料中所含组分数目分：双组分蒸馏及多组分
蒸馏
按操作压力分：常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真
空）蒸馏
按操作流程分：连续蒸馏和间歇蒸馏
本章主要讨论常压双组分连续精馏。
第一节 双组分溶液的气液平衡
蒸馏是气液两相间的传质过程； 组分在两相中的浓度（组成）偏离平衡的程度来
第三相线不同热状态下的q线图进料状况进料状况进料的焓进料的焓iiffqq线斜率线斜率线在yyxx图上的位置图上的位置冷液体冷液体iiffii饱和液体饱和液体iiffii无穷大无穷大气液混合物气液混合物iilliiffiivv饱和蒸汽饱和蒸汽iiff00过热蒸汽过热蒸汽iiffii用一常压操作的连续精馏塔分离进料组成为044摩尔分率的苯甲苯混合物求在下述进料状况1气液的摩尔流率各占一半
2 拉乌尔定律
汽液相平衡(vapor--liquid
phase equilibrium)： 溶液与其上方蒸汽达到平衡时汽液两相各组分组成 的关系。
溶液的分类：理想溶液和非理想溶液。 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律，即
0 pA pA xA
pB p x p (1 x A )
恒摩尔流
恒摩尔汽化和恒摩尔溢流的总称。
满足恒摩尔流的条件
（1）各组分的气化潜热相等； （2）气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；
（3）塔设备保温良好，热损失可以忽略。
二、物料衡算 (Mass Balance )和操作线方程
V, IVD
Qc
馏出液
L
原料液
D ,x ,ILD
D
F,x ,IF
yA xA 1 yA 1 xA
相平衡方 程
x y 1 ( 1) x
相对挥发度的意义
其值的大小可用于判断某混合溶液能否用蒸馏方法加以 分离以及分离的难易程度。
当α>1时，表示组分A较B容易挥发， α愈大，挥
发度差异愈大，分离愈容易。
当α=1时，气相组成与液相组成相同，不能用普通
历史上最早应用的蒸馏方法； 一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行； 简单蒸馏多用于混合液的初步分离。
1 简单蒸馏操作原理
将料液加热至泡点，溶液汽化，产生的蒸汽随即进
入冷凝器，冷凝成馏出液；
随着过程的进行，釜中液相组成不断下降，使得与
之相平衡的气相组成（馏出液组成）亦随时降低，而 釜内液体的沸点逐渐升高；
V,y1
1
x1 x2
2 n n+1
L,x y2 yn yn+1
D
D,x
D
xn
F,xF
以精馏段的第n+1层塔板以上塔段及冷凝器作为
衡算范围，以单位时间为基准，则有
总物料衡算：
V=L+D
易挥发组分：
Vyn+1=Lxn+DxD
由上两物料恒算式得
L D L D yn1 xn xD xn xD V V LD LD
y3 (或xD) y2
y3
冷凝器
x3 y1 分离器 x2 加热器 有回流的多次部分气化和冷凝示意图
xF
x1
三、精馏原理
1 精馏的定义
精馏是将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精
馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成
几乎纯态组分的过程。
2 精馏连续稳定进行的条件
回流：升到塔顶的汽流组成在冷凝器中冷凝后，只
两曲线将图分成三个区
域：液相区、过热蒸汽区、 汽液共存区。
t-x
x1(y1) T---X(Y)
T—X—Y图 的作法
T
X (Y)
(2) 汽液相平衡图（ X — Y 图 ）
平衡线位于对角线的上方； 平衡线离对角线越远，表示 该溶液越易分离。 注意： 总压对 t-y-x 关系比对 y-x 关系的影响大； 当总压变化不大时,总压对 y-x 关系的影响可以忽略不计 蒸馏中使用 y-x 图较t-y-x 图更为方便。
1
气 相 组 成
y
液相组成
0
x
X —Y 图
1
4.3 两组分非理想溶液的气液平衡相图
与理想溶液发生正偏差的溶液：如乙醇–水、正丙醇–水等
物系。对于乙醇–水体系，其恒沸组成为x=y=0.894，恒沸点
t=78.15℃ (常压下)。称为具有最低恒沸点的溶液。
与理想溶液发生负偏差的溶液：如硝酸–水、氯仿–丙酮等
恒摩尔汽化：每层塔板上升的蒸汽的摩尔流量相等。
V1=V2=V3=…Vn=V=定值
V1’=V2’=V3’=…Vm’=V’=定值
但V与V’不一定相等.
恒摩尔溢流 ： 每层塔板溢流的液体的摩尔流量相等。
L1=L2=L3=…Ln=L=定值 L1’=L2’=L3’=…Lm’=L’=定值
但L与L’不一定相等.
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。
冷凝器
加热器 原料
塔顶产品 分离器
减压 阀
底部产品
平衡蒸馏流程
第三节 精馏原理和流程
一、一次部分气化和部分冷凝
T
E D C
P=定值
yF>xF>xw
yF——加热原料液时产生
的第一个气泡的组成。
B A
xw——原料全部气化后剩
的最后一滴液体的组成。
物系。对于硝酸–水体系，其恒沸组成为x=y=0.383，恒沸点
t=121.9℃ (常压下) 。称为具有最高恒沸点的溶液。 同一种溶液的恒沸组成随压强而变。在理论上可采用改变 压强的方法来分离恒沸溶液。但在实际使用时，则应该考虑经 济性和操作可能性。
第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏 一、简单蒸馏（微分蒸馏）
气液相平衡是分析蒸馏原理和进行蒸馏设备计算
的理论基础。
一、相关概念及气液平衡图 1 相律 相律是研究相平衡的基本规律，它表示平衡物系中 自由度数、相数及独立组分数间的关系。
F = C-φ+2
式中 F——自由度数
C——独立组分数
φ——相数 2表示外界只有温度和压强可以影响物系的平衡关系。
精馏方法加以分离。
4 气液平衡图(Graph of G—L Equilibrium) (1) 温度–组成图（t – x – y图）
上曲线：平衡时汽相组
成与温度的关系，称为汽 相线（露点曲线）；
T
t4 t3 t2 t1 J A B H
t-y
下曲线：平衡时液相组
成与温度的关系，称为液 相线（泡点曲线）。
物料衡算： 热量衡算：
F+L+V = L+V
F,IF
' '
'
'
V,IV
L,IL
FIF +LIL +V I V' = VI V +LI L'
式中：
IF —— 原料液的焓，kJ/kmol；
加料板
V΄,IV΄ L΄,IL΄
IV、 IV΄ —— 分别为进料板上下处饱和蒸气的的焓， kJ/kmol；
IL 、IL΄ —— 分别为进料板上下处饱和液体的焓，kJ/kmol；
xn+1
xn
xn-1 >xn
yn >yn+1
塔内气液的流动
理论塔板 (Ideal plate) ：若 yn和xn满足气液平衡方程，
则此层塔板称为理论 塔板。
3 精馏操作流程
设备：包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶冷凝器、原
料预热器、回流液泵等。
加料板：当某块塔板上的浓度与原料的浓度相近或
相等时,料液由此加入，该板称为加料板。
令R=L/D（R称为回流比），则有
yn 1
R 1 xn xD R 1 R 1
根据恒摩尔流假设，L为定值，且在稳定操作时， D及xD为定值，故R为常量。 上式即为精馏段操作线方程。
3、提馏段操作线方程
以提馏段第m层塔板以下塔段 及再沸器作为衡算范围，则有
F,xF
m
x΄m
y΄m+1
总物料衡算: L’=V’+W
Volatility）是指溶液中两组
相对挥发度（Relative
分挥发度之比，常以易挥发组分的挥发度为分子。
α=vA/vB=（PA/XA）/（PB/XB）
vA pA xA vB p B xB
当总压不高时，蒸气 服从道尔顿分压定律
Py A x A y A x A PyB xB y B xB
放出一部份作为塔顶产品，另一部分返回塔顶作为液 流，这部份液流称为回流。
再沸器：提供一定量上升的蒸气流。
精馏塔(Distilling Column)
yn-1
如图所示，
tn+1>tn-1
xn-1>xn+1
xn-1
yn
在任一塔板上易挥发组分由 液相转移到气相，而难挥发组 分从气相转移到液相，即
yn+1
因为塔板上液相和汽相呈饱和状态，且进料板上
下处的温度及气相组成各自都比较相近，所以有：
IV IV΄
代入热量衡算式整理得：
IL IL΄
（V- V΄ ）IV= FIF- (L΄ -L）IL
将物料衡算式代入
[F-（ L΄ -L ）] IV= FIF -（ L΄ -L）IL
IV I F L L IV I L F
当馏出液的平均组成或釜残液组成降至某规定值后，
即可停止蒸馏操作；
在同一批操作中，馏出液分批收集，可得到不同组
成的馏出液。
2 简单蒸馏流程
冷凝器
冷却水 原料液 蒸汽
蒸馏釜 收集 器
二、平衡蒸馏（闪蒸）
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，使其部
分冷凝，两相达到平衡，然后将两相分离。此过程的
一、理论塔板的概念( Ideal plate or tray )及恒 摩尔流的假定
理论板是指离开该塔板的蒸汽和液体呈平衡状态的
塔板。
x n yn 1 ( 1) x n
理论板不存在的原因：气液间接触面积和接触时
间是有限的，难以达到平衡状态。
理论板可作为衡量实际板分离效率的依据和标准。
第七章 蒸馏
重 点： 理论塔板、恒摩尔流、操作线方程、进料方程、 回流比 难 点： 操作线方程、进料方程、精馏设备
一组冷凝器
蒸馏：将液体部分气化，利用各组分挥发度的不同从
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。
易挥发组分：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。
x΄N
N
y΄N
W xW
易挥发组分: L’xm=V’ym+1+Wxw
由上两物料恒算式可得
ym1
L W xm xW L W L W
上式称为提馏段操作线方程。 注：提馏段液体量 L’不容易求，它除了与 L 有关外，还受进料量及进料热状况的影响 。
L L qF
'
三、进料热状况的影响
p A Py A
0
pA （b） yA xA P 式（a）和（b）为两组分理想物系的气液平衡关系式。
3 相对挥发度及气液平衡方程
纯液体的挥发度是指该液体在一定温度下的饱和
蒸气压。
溶液中各组分的挥发度定义为该组分在蒸气中的
分压和与之相平衡的液相中的摩尔分率之比，即
vA=PA/xA
vB=PB/xB
精馏段：加料板以上的部分，它起着回收原料中易
挥发组分增浓的作用。
提馏段：加料板以下的部分（包括加料板），它起
着回收原料中难挥发组分的作用。
精馏操作的不正常现象： 漏液、液沫夹带 液泛 反混
蒸汽
进 料 板 蒸汽 再沸器 液体 进料
冷却水 塔顶产品 水蒸气 冷凝水
塔底产品
连续精馏操作流程
全凝器
回流液
观察罩 贮槽
进料 馏出液
加热蒸汽
间歇精馏操作流程
釜液
冷凝水
第四节 两组分连续精馏的计算
两组分连续精馏工艺计算的主要内容
确定产品的流量； 确定精馏塔所需的理论塔板数和加料位置； 选择精馏塔的类型、确定塔径、塔高及塔的其它参数； 冷凝器和再沸器的设计计算。
确定合适的操作条件:操作压强、回流比和加料状态等；
F
V’,IVW’
W ,xW ,ILW
L’,ILM QB
釜残液
1、全塔物料衡算
总物料 易挥发组分 F = D+W FxF = DxD+WxW
塔顶易挥发组分回收率 =
DxD / FxF 100%
W (1 xW ) 100 % 塔底难挥发组分回收率 = F (1 xF )
2、精馏段操作线方程
xw
x1
xF y1 yF X（Y）
T
P=定值 D C
B
A
xw
x1
xF x2 y1 yF y2 X（Y）
二、多次部分气化和多次部分冷凝
Multi-partial gasification and condensing
T
P=定值
B
A
xmxFynFra bibliotekx(y)
y3 (或xD) y2
y3
冷凝 器 y1 xF 分离器 x1
0 B B 0 B
式中 p——溶液上方组分的平衡分压 p0——同温度下纯组分的饱和蒸气压 x——溶液中组分的摩尔分率
根据道尔顿分压定律，溶液上方的蒸汽总压为
P p A pB p A x A pB (1 x A )
0 0
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，服从道尔顿 分压定律，即
y1
x3 加热器
x2
多次部分气化示意图
上图所示的流程存在的问题：
分离过程得到的中间馏分多，纯产品的收率低。
流程庞杂，设备繁多，能量消耗大。 解决方法：
对任一分离器有来自下一级的蒸汽和来自上一级
的液体，气液两相在本级接触，蒸汽部分冷凝，同时
液体部分气化，又产生新的气液两相。蒸汽逐级上升，
液体逐级下降。省却中间加热器和冷凝器。工业上采 用塔板取代中间各级。
蒸馏操作的分类
按操作方式分：简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特
殊精馏
按原料中所含组分数目分：双组分蒸馏及多组分
蒸馏
按操作压力分：常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真
空）蒸馏
按操作流程分：连续蒸馏和间歇蒸馏
本章主要讨论常压双组分连续精馏。
第一节 双组分溶液的气液平衡
蒸馏是气液两相间的传质过程； 组分在两相中的浓度（组成）偏离平衡的程度来
第三相线不同热状态下的q线图进料状况进料状况进料的焓进料的焓iiffqq线斜率线斜率线在yyxx图上的位置图上的位置冷液体冷液体iiffii饱和液体饱和液体iiffii无穷大无穷大气液混合物气液混合物iilliiffiivv饱和蒸汽饱和蒸汽iiff00过热蒸汽过热蒸汽iiffii用一常压操作的连续精馏塔分离进料组成为044摩尔分率的苯甲苯混合物求在下述进料状况1气液的摩尔流率各占一半
2 拉乌尔定律
汽液相平衡(vapor--liquid
phase equilibrium)： 溶液与其上方蒸汽达到平衡时汽液两相各组分组成 的关系。
溶液的分类：理想溶液和非理想溶液。 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律，即
0 pA pA xA
pB p x p (1 x A )
恒摩尔流
恒摩尔汽化和恒摩尔溢流的总称。
满足恒摩尔流的条件
（1）各组分的气化潜热相等； （2）气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；
（3）塔设备保温良好，热损失可以忽略。
二、物料衡算 (Mass Balance )和操作线方程
V, IVD
Qc
馏出液
L
原料液
D ,x ,ILD
D
F,x ,IF
yA xA 1 yA 1 xA
相平衡方 程
x y 1 ( 1) x
相对挥发度的意义
其值的大小可用于判断某混合溶液能否用蒸馏方法加以 分离以及分离的难易程度。
当α>1时，表示组分A较B容易挥发， α愈大，挥
发度差异愈大，分离愈容易。
当α=1时，气相组成与液相组成相同，不能用普通
历史上最早应用的蒸馏方法； 一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行； 简单蒸馏多用于混合液的初步分离。
1 简单蒸馏操作原理
将料液加热至泡点，溶液汽化，产生的蒸汽随即进
入冷凝器，冷凝成馏出液；
随着过程的进行，釜中液相组成不断下降，使得与
之相平衡的气相组成（馏出液组成）亦随时降低，而 釜内液体的沸点逐渐升高；
V,y1
1
x1 x2
2 n n+1
L,x y2 yn yn+1
D
D,x
D
xn
F,xF
以精馏段的第n+1层塔板以上塔段及冷凝器作为
衡算范围，以单位时间为基准，则有
总物料衡算：
V=L+D
易挥发组分：
Vyn+1=Lxn+DxD
由上两物料恒算式得
L D L D yn1 xn xD xn xD V V LD LD
y3 (或xD) y2
y3
冷凝器
x3 y1 分离器 x2 加热器 有回流的多次部分气化和冷凝示意图
xF
x1
三、精馏原理
1 精馏的定义
精馏是将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精
馏塔中同时多次地进行部分气化和部分冷凝，使其分离成
几乎纯态组分的过程。
2 精馏连续稳定进行的条件
回流：升到塔顶的汽流组成在冷凝器中冷凝后，只
两曲线将图分成三个区
域：液相区、过热蒸汽区、 汽液共存区。
t-x
x1(y1) T---X(Y)
T—X—Y图 的作法
T
X (Y)
(2) 汽液相平衡图（ X — Y 图 ）
平衡线位于对角线的上方； 平衡线离对角线越远，表示 该溶液越易分离。 注意： 总压对 t-y-x 关系比对 y-x 关系的影响大； 当总压变化不大时,总压对 y-x 关系的影响可以忽略不计 蒸馏中使用 y-x 图较t-y-x 图更为方便。
1
气 相 组 成
y
液相组成
0
x
X —Y 图
1
4.3 两组分非理想溶液的气液平衡相图
与理想溶液发生正偏差的溶液：如乙醇–水、正丙醇–水等
物系。对于乙醇–水体系，其恒沸组成为x=y=0.894，恒沸点
t=78.15℃ (常压下)。称为具有最低恒沸点的溶液。
与理想溶液发生负偏差的溶液：如硝酸–水、氯仿–丙酮等
恒摩尔汽化：每层塔板上升的蒸汽的摩尔流量相等。
V1=V2=V3=…Vn=V=定值
V1’=V2’=V3’=…Vm’=V’=定值
但V与V’不一定相等.
恒摩尔溢流 ： 每层塔板溢流的液体的摩尔流量相等。
L1=L2=L3=…Ln=L=定值 L1’=L2’=L3’=…Lm’=L’=定值
但L与L’不一定相等.
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。
冷凝器
加热器 原料
塔顶产品 分离器
减压 阀
底部产品
平衡蒸馏流程
第三节 精馏原理和流程
一、一次部分气化和部分冷凝
T
E D C
P=定值
yF>xF>xw
yF——加热原料液时产生
的第一个气泡的组成。
B A
xw——原料全部气化后剩
的最后一滴液体的组成。
物系。对于硝酸–水体系，其恒沸组成为x=y=0.383，恒沸点
t=121.9℃ (常压下) 。称为具有最高恒沸点的溶液。 同一种溶液的恒沸组成随压强而变。在理论上可采用改变 压强的方法来分离恒沸溶液。但在实际使用时，则应该考虑经 济性和操作可能性。
第二节 平衡蒸馏和简单蒸馏 一、简单蒸馏（微分蒸馏）