简单蒸馏和平衡蒸馏

xi
z Fi 1 e( K i 1)
或
yi
K i z Fi 1 e( K i 1)
式中:
e
qnV q nF
—— 汽化率
对二元理想物系，略去下标：
q ZF yD xw q 1 q 1
因为 y D与xW 处于平衡状态，所以
—— 操作线方程
xw yD 1 ( 1) xw
—— 相平衡方程
给定压力与汽化率，可用图解法方便地确定闪蒸后的两相组成。
图解过程：
(1) 闪蒸流程和操作方法
平衡蒸馏原理
(2) 特点
① 连续操作；
② ③ 组成和温度恒定不变； 气、液两相平衡 。 温度和压力对平衡蒸馏的影响
(3) 平衡蒸馏的计算
当进料物流的流量qnF、组成zFi及温度TF、压力pF确定之
后，体系的自由度为2。即在闪蒸温度T、压力P、汽化率e、 两相流量及组成中任选两个参数限定，故平衡蒸馏有多种计 算类型。 物料衡算：
H mF f ( pF , t F , Z Fi ) H mL f ( p, t , xi ) H mV f ( p, t , yi )
由物料衡算关系得：
z Fi q y Di xWi —— 操作线方程 q 1 q 1 qnL 式中q qnF
由i 组分的物料衡算关系和相平衡关系得：
(3) 简单蒸馏的计算 nW——釜内液相量，kmol；
x ——任一时刻液相组成；
dnW ——d时间内蒸发的釜液量, kmol； dnV——d时间内移出的蒸汽量, kmol，其组成为 y，则: ① 易挥发组分的物料衡算
dnV dnW ydnV d (nW x) nW dx xdnW
说明: 如果 x, y 之间的平衡关系不能用以上方程表达时， 则需采用数值积分或图解法积分求解。 ② 蒸馏产品的平均组成 设nW为任一时刻的釜液量，kmol
nD nW 1 nW 2 nD x D nW 1 x1 nW 2 x2
xD
nW 1 x1 nW2 x2 nD
6.3.2 平衡蒸馏（闪蒸）
6.3 简单蒸馏和平衡蒸馏
6.3.1 简单蒸馏（微分蒸馏，瑞利蒸馏）
(1) 简单蒸馏装置和操作方法
nF, zF
nD1, xD1 nW2, x2
nD2, xD2
nD3, xD3
简 单 蒸 馏
(2) 特点
① 间歇操作过程是一动态过程；
② 易挥发组分更多地传递到气相中去，釜液温度不断升高； ③ 产品与釜液组成随时间而改变(降低）； ④ 瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态。
整理得：
( y x)dnW nW dx
nW 1 dx ln nW 2 x2 y x
x1
积分：
y f (x)
若低压下，液相为理想溶液的双组分蒸馏，则有：
x y 1 ( 1) x
ln nW1 nW2 1 x1 1 x2 ln ln 1 x2 1 x1
qnF qnV qnL
qnF Z Fi qnV yi qnL xi i 1,2,C
相平衡方程： 归一方程：
y i K i xi
z
i 1
C
Fi
ห้องสมุดไป่ตู้
xi yi 1
i 1 i 1
C
C
热量衡算： qnF H mF qnL H mL qnV H mV