液体蒸馏
蒸馏的知识点
蒸馏的知识点蒸馏是一种常见的物理分离技术，广泛应用于实验室和工业生产中。
它通过利用不同物质的沸点差异，将混合物中的组分分离出来。
本文将逐步介绍蒸馏的基本原理、工作步骤以及常见的蒸馏方法。
1. 蒸馏的基本原理蒸馏的基本原理是利用液体的沸点差异。
在一个封闭的容器中，当液体受热并达到其沸点时，液体会蒸发成气体，并在容器上部形成蒸汽。
然后，通过降温使蒸汽重新凝结成液体，从而实现物质的分离和纯化。
2. 蒸馏的工作步骤蒸馏通常包括以下几个基本步骤：2.1 加热混合物将待分离的混合物加热至其中组分的沸点。
通过加热，物质的分子能够获得足够的能量，克服表面张力和压力，从而转变为气体态。
2.2 蒸汽形成随着液体加热，其中沸点较低的组分会首先蒸发。
这些蒸发的分子会在容器上部形成蒸汽。
较高沸点的组分会留在容器底部。
2.3 蒸汽冷凝蒸汽会通过冷凝器冷却，在冷凝器中被重新转变为液体。
冷凝器通常是一个管道，通过外界的冷却介质（如冷水）使蒸汽迅速冷却。
2.4 液体收集冷凝后的液体会从冷凝器中流出，并根据其沸点差异被收集到不同的容器中。
这样，我们就成功地将混合物中的组分分离出来。
3. 常见的蒸馏方法蒸馏方法主要根据不同的应用场景和需要来选择。
下面介绍几种常见的蒸馏方法。
3.1 简单蒸馏简单蒸馏适用于分离沸点差异较大的两种液体。
它通常由一个加热炉和一个冷凝器组成。
液体混合物被加热，蒸汽经过冷凝器后收集。
3.2 高真空蒸馏高真空蒸馏用于分离沸点差异较小的液体。
在高真空蒸馏中，通过降低操作压力，降低沸点，从而有效地实现分离。
3.3 分馏蒸馏分馏蒸馏适用于分离多个组分的复杂混合物。
它通过在蒸馏塔中设置多个分区，使混合物在多个板层间进行多次汽液平衡，实现逐级分离。
3.4 蒸馏的其他应用除了上述常见的蒸馏方法外，蒸馏还广泛应用于化工、石油、食品、药品等领域。
例如，精馏塔用于石油精炼，提取器用于药物提取，以及酒精的生产过程等。
结论蒸馏是一种常见的物理分离技术，通过利用不同物质的沸点差异，实现混合物的分离和纯化。
蒸馏的原理及操作和注意事项
蒸馏的原理及操作和注意事项蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用的方法。
通过蒸馏还可以测出化合物的沸点，所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。
一、蒸馏原理液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，即液体在一定温度下具有一定的蒸气压，当其温度达到沸点时，也即液体的蒸气压等于外压时（达到饱和蒸气压），就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。
一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。
将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。
很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。
（液体混合物各组分的沸点必须相差很大，至少30oC以上才能达到较好的分离效果）。
纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。
但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物（或恒沸混合物），他们也有一定的沸点（高于或低于其中的每一组分）。
因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。
一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用：假如杂质是不挥发的，溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高（但在蒸馏时，实际上测量的并不是溶液的沸点，而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度，即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点）；若杂质是挥发性的，则蒸馏时液体的沸点会逐渐上升；或者由于组成了共沸混合物，在蒸馏过程中温度可保持不变，停留在某一范围内。
二、蒸馏操作1. 蒸馏装置及安装最简单的蒸馏装置，如图28所示。
常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
蒸馏液体沸点在140oC以下时，用直形冷凝管；蒸馏液体沸点在140oC以上时，由于用水冷凝管温差大，冷凝管容易爆裂，故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可达到冷却目的。
蒸馏易吸潮的液体时，在接液管的支管处应连一干燥管；蒸馏易燃的液体时，在接液管的支管处接一胶管通入水槽，并将接受瓶在冰水浴中冷却。
蒸馏原理及操作注意事项
蒸馏的原理及操作和注意事项蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用的方法。
通过蒸馏还可以测出化合物的沸点，所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。
一、蒸馏原理液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，即液体在一定温度下具有一定的蒸气压，当其温度达到沸点时，也即液体的蒸气压等于外压时（达到饱和蒸气压），就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。
一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。
将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。
很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。
（液体混合物各组分的沸点必须相差很大，至少30o C以上才能达到较好的分离效果）。
纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。
但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物（或恒沸混合物），他们也有一定的沸点（高于或低于其中的每一组分）。
因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。
一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用：假如杂质是不挥发的，溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高（但在蒸馏时，实际上测量的并不是溶液的沸点，而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度，即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点）；若杂质是挥发性的，则蒸馏时液体的沸点会逐渐上升；或者由于组成了共沸混合物，在蒸馏过程中温度可保持不变，停留在某一范围内。
二、蒸馏操作1. 蒸馏装置及安装最简单的蒸馏装置，如图28所示。
常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
蒸馏液体沸点在140o C以下时，用直形冷凝管；蒸馏液体沸点在140o C 以上时，由于用水冷凝管温差大，冷凝管容易爆裂，故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可达到冷却目的。
蒸馏易吸潮的液体时，在接液管的支管处应连一干燥管；蒸馏易燃的液体时，在接液管的支管处接一胶管通入水槽，并将接受瓶在冰水浴中冷却。
蒸馏的原理及操作和注意事项
蒸馏的原理及操作和注意事项蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用的方法。
通过蒸馏还可以测出化合物的沸点，所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。
一、蒸馏原理液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，即液体在一定温度下具有一定的蒸气压，当其温度达到沸点时，也即液体的蒸气压等于外压时（达到饱和蒸气压），就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。
一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。
将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。
很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。
（液体混合物各组分的沸点必须相差很大，至少30o C以上才能达到较好的分离效果）。
纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。
但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物（或恒沸混合物），他们也有一定的沸点（高于或低于其中的每一组分）。
因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。
一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用：假如杂质是不挥发的，溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高（但在蒸馏时，实际上测量的并不是溶液的沸点，而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度，即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点）；若杂质是挥发性的，则蒸馏时液体的沸点会逐渐上升；或者由于组成了共沸混合物，在蒸馏过程中温度可保持不变，停留在某一范围内。
二、蒸馏操作1. 蒸馏装置及安装最简单的蒸馏装置，如图28所示。
常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
蒸馏液体沸点在140o C以下时，用直形冷凝管；蒸馏液体沸点在140o C 以上时，由于用水冷凝管温差大，冷凝管容易爆裂，故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可达到冷却目的。
蒸馏易吸潮的液体时，在接液管的支管处应连一干燥管；蒸馏易燃的液体时，在接液管的支管处接一胶管通入水槽，并将接受瓶在冰水浴中冷却。
化工原理 第六章 蒸馏(传质过程)
t
121.9℃
X=0.383
负偏差
x y
x y
y
y
x
x
19
挥发度与相对挥发度
挥发度：表示某种溶液易挥发的程度。 若为纯组分液体时，通常用其当时温度下饱和蒸 气压PA°来表示。 若为混合溶液时，各组分的挥发度，则用它在一 定温度下蒸气中的分压和与之平衡的液相中该组 分的 摩尔分数之比来表示， vA = pA / xA vB = pB / xB
演示
37
xn
xn 1 yn 1 yn
第四节 双组分连续精馏计算
38
物料衡算
F—原料(液)摩尔流量，kmol/h； D—馏出液摩尔流量，kmol/h； W—釜残液摩尔流量，kmol/h； 总物料衡算 易挥发组分的物料衡算
D xD F xF
F D W
D F ( xF xW ) xD xW
xn 1
n 1
yn xn yn 1
n
n 1
T-x(y) 图
t 假设蒸汽和液体充分接触，并在离 n 1 开第 n 层板时达到相平衡，则 yn 与 xn t n t n 1 平衡，且yn>yn+1，xn<xn-1。
这说明塔板主要起到了传质作用， 使蒸汽中易挥发组分的浓度增加， 同时也使液体中易挥发组分的浓度 减少。
t5 t4 t3 t2 t1
E D
C
B A
x（y）
温度-组成图（ t-x-y 图）
12
上述的两条曲线将tx-y图分成三个区域。
液相线以下的区域 代表未沸腾的液体, 称为液相区 气相线上方的区域 代表过热蒸气,称为 过热蒸气区； 二曲线包围的区域 表示气液同时存在, 称为气液共存区。
蒸馏的方法
蒸馏的方法
蒸馏是一种常见的分离混合物中液体成分的方法，它利用了不同液体成分的沸点差异来进行分离。
蒸馏方法广泛应用于化工、制药、食品加工等领域。
下面我们将介绍几种常见的蒸馏方法。
首先，常压蒸馏是最基本的一种蒸馏方法。
在常压下，液体混合物被加热至其中一种成分的沸点，使其汽化，然后再冷凝成液体，从而实现分离。
这种方法适用于液体成分沸点相差较大的混合物，但对于沸点接近的混合物效果不佳。
其次，真空蒸馏是在减压条件下进行的一种蒸馏方法。
通过减小系统压力，可以降低液体成分的沸点，从而在较低温度下实现蒸馏分离。
真空蒸馏适用于那些易挥发、易分解或高沸点的物质。
在制药和化工行业中，真空蒸馏被广泛应用于提取精油、分离高沸点溶剂等工艺中。
另外，气体蒸馏是一种将气体混合物分离的方法。
通过控制温度和压力，使混合气体中的成分分别沸点，然后再进行冷凝收集。
这种方法常用于工业气体纯化、石油化工等领域。
最后，分馏蒸馏是一种在蒸馏过程中不断收集不同温度下的馏分的方法。
当混合物中有多种成分时，可以通过分馏蒸馏来逐步分离不同成分。
这种方法常用于提取石油中的各种馏分、酒精的提纯等。
总之，蒸馏是一种常用的分离方法，根据不同的混合物特性和要求，可以选择不同的蒸馏方法来实现分离。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的蒸馏方法，并加以优化，以达到最佳的分离效果。
蒸馏,分馏,减压蒸馏的概念和原理
蒸馏、分馏、减压蒸馏的概念和原理
在化工领域，蒸馏、分馏和减压蒸馏是常见的物质分离技术，它们利用了不同物质的沸点差异来实现分离的目的。
本文将介绍蒸馏、分馏和减压蒸馏的概念和原理。
蒸馏的概念和原理
蒸馏是一种将液体沸腾后再凝结的分离技术，通过液体沸腾产生气体，再将气体冷凝为液态，实现物质的分离。
蒸馏的原理是利用不同物质的沸点差异，使低沸点的物质首先蒸发，然后再凝结回液态。
蒸馏通常用于分离液体混合物中沸点差异较大的成分。
分馏的概念和原理
分馏是蒸馏的一种特殊形式，它将蒸馏过程分成不同的阶段。
在分馏过程中，液体混合物首先被加热使之部分沸腾，通过温度控制和分馏塔等装置来实现不同组分的分离。
分馏适用于沸点差异较小的混合物，可以实现更高效的分离。
减压蒸馏的概念和原理
减压蒸馏是在降低压力的条件下进行的蒸馏过程，通过减小系统压力来降低物质的沸点，实现对高沸点物质的分离。
减压蒸馏广泛应用于易挥发性物质或高沸点混合物的分离，能够有效地提高产品纯度。
综上所述，蒸馏、分馏和减压蒸馏是常见的分离技术，它们利用了物质沸点差异的原理来实现对混合物的分离。
对这些技术的深入理解和熟练运用可以提高化工生产的效率和产品质量。
蒸馏法原理
蒸馏法原理
蒸馏法是一种将液体按照其沸点的不同进行分离的方法。
其原理基于溶液中不同组成物质的沸点不同，通过升温使液体中某种组成物质达到沸点，蒸发成气体，然后将气体冷凝成液体收集，从而实现对组成物质的分离。
蒸馏法的原理主要包括以下几个步骤：
1. 加热：将混合液体置于蒸馏器中，通过加热使其中一种或多种组成物质达到其沸点，进而变为气体。
2. 汽化：达到沸点的组成物质转化为气体，混入蒸汽中。
3. 冷却：将蒸汽通过冷凝器冷却，使气体迅速冷凝成液体。
4. 分流：液体通过分馏塔，不同沸点的组分在不同的高度凝结，从而实现对组分的分离。
5. 收集：根据不同的冷凝点，不同的组分在分馏塔中相应位置凝结，收集液体。
蒸馏法能够有效分离具有相对较大沸点差异的组成物质，从而得到纯度较高的单一物质。
它在化学实验室、化工生产等领域得到广泛应用。
什么是蒸馏
什么是蒸馏蒸馏是一种常用的分离和精炼技术，能够有效分离出由混合体组成的溶液中的有效成分。
它广泛应用于化学，制药，食品工业以及国防军事领域，为提高人们的生活水平和国家安全提供了重要技术支持。
本文就蒸馏技术及其应用做出如下介绍。
一、蒸馏的定义蒸馏是一种将物质分离的技术，通过蒸除溶液中的一部分物质，将溶剂和溶质以不同的温度分离提炼出来。
蒸馏到底是分离物质还是精炼物质，取决于溶液的原始状态。
例如，水中溶解的盐如果被蒸除，那么就是分离技术；但如果水中溶解的汽油被蒸除，那么就是精炼技术。
二、蒸馏的基本原理蒸馏是通过滴定法或温度分离手段来达到蒸发和凝结分离技术的。
其基本原理是利用液体的蒸发温度和液体的凝结温度，将液体中的元素蒸发、凝结并收集的方法。
当液体的蒸发温度低于液体的沸点时，蒸气就能够在液体表面自由蒸发；当液体的凝结温度低于液体的凝结点时，液体的蒸气就能够自由凝结并收集。
当蒸除的温度低于液体的沸点时，液体中溶质的溶解度会降低，可以达到分离液体中不同溶质的目的。
三、蒸馏的类型蒸馏技术有很多种，其中常用的蒸馏技术分为减压蒸馏、凝结蒸馏两种：（1）减压蒸馏减压蒸馏是将液体充入容器，经过蒸馏塔将其减压蒸发，使液体蒸发温度降低，使其中的部分溶质从液体中蒸发而出，然后在冷凝器处接收和收集溶质的技术。
（2）凝结蒸馏凝结蒸馏是采用冷却凝结的方法，通过将液体冷却到凝结温度，使液体中的一部分物质凝结，然后将成液体的物质抽出的技术。
四、蒸馏的应用（1）工业蒸馏蒸馏技术广泛用于各种工业生产，如炼油厂和石油化工厂蒸馏提纯原料油、馏分油以及生产汽油和柴油等产品；而制药工业也采用蒸馏技术来提纯有效药物；食品业也采用蒸馏技术来处理原料汁液。
（2）核武器防护蒸馏技术广泛用于国防科技领域，如核武器防护材料的生产，采用蒸馏技术可以将原料中的有效成分进行分离和精炼，从而实现防护效果。
五、总结蒸馏是一种技术，能够有效分离出由混合体组成的溶液中的有效成分。
液体蒸馏
1．精馏段操作线方程式（笔记）
2．提馏段操作线方程
一．思考题
精馏操作的两个基本假设是什么？
二．作业
教学反思
学科
化工单元操作
第四章液体蒸馏
审批签字
授课时数
2
授课方法
讲授
教具
多媒体
授课时间
2018.2.
授课班级
教学目的
1.熟悉非理想溶液的最低恒沸点及相应的最高蒸汽压和最高恒沸点及相应的最低蒸汽压
授课班级
教学目的
二元连续精馏的全塔物料衡算，精馏段操作线方程
教学重点
和难点
1．重点
全塔物料衡算，精馏段操作线方程，提馏段操作线和理论板的图解
2．难点及其处理方法
理论板图解方法的理论依据
复习提问
教学内容、方法和过程
附记
全塔物料衡算
（一）物料衡算：连续稳定操作，进料流量=出料流量
XF——原料中易挥发组分的摩尔分率
精馏段操作线方程：
对角线方程：y = x
精馏段操作线与对角线交点a(xd,xd),与纵轴交点b(0,xd/(R+1));
则，ab即为精馏段操作线。
（2）提馏段操作线
提馏段操作线方程:
提馏段操作线与对角线交点：c(xW，xW);
提馏段操作线与精馏段操作线的交点：
精馏段操作线方程：Vy=Lx+DxD
提馏段操作线方程：V’y’= L’x’－WxW
③饱和液汽的混合物（ts<t<td）
④饱和蒸汽（t=td）
⑤过热蒸汽（t>td）
(q-1)Fy=qFz-FxF
(q线方程，利用q线作提馏段操作线)
2．以第3种情况分析，其它类推
液体的蒸馏 几种蒸馏方法的分离原理
对比图
图4
从上述分析可知，将每一级中间产品返回到下一 级中，不仅可提高产品的收率，而是过程进行的必不 可少的条件。如对于第二级而言，如没有液体x3回流 到y1中，又无中间加热器和冷凝器，就不会有溶液的 部分气化和蒸汽的部分冷凝，第二级也就没分离作用。
显然每一级都需要有回流液，对于最上面一级而 言，将yn冷凝后不是全部作为产品，而把其中一部分 返回与yn-1相混合，这是最简单的回流方法。
例，分析连续精馏的原理，如
右图所示：
xF
将 组 成 为 xF 、 温 度 为 tF 的
混合液加热到t1，使其部分气
化，并将气相与液相分开，则
所得气相组成为y1，液相组成 为 x1 。 由 图 中 可 以 看 出 ， y1 ＞ xF＞x1，但纯度都不会很高。
y1 y1>xF>x1
x1 图1
所以，将液体混合物进行一次部分气化（或部 分冷凝）的过程，只能起到部分分离的作用，远远 不能满足工业生产的要求。
t2
t温
t1
度
2
tF
1 F’
F
0 xw x2 yw x1 xF y2 组成 x(y)
y1 yF
简 单 蒸 馏 操 作 原 理
A
二、 简单蒸馏的特点
1、简单蒸馏适应于相对挥发度比较大的体系，适 应于只需粗分且处理量不大的场合；
2、简单蒸馏过程是一个不稳定的间歇操作过程， 操作过程中，各参数（釜残液的量，组成，馏出液的 产量及组成等）均随时间而变化。操作过程的任一瞬 间气液两相总是处于平衡状态，但贮槽中馏出液的平 均组成与釜残液的组成只存在物料衡算关系，不存平 衡关系；
而要使混合物中的组分得到几乎纯的完全分离， 必须进行多次部分气化和多次部分冷凝的过程。
蒸馏法的具体方法有哪几种
蒸馏法的具体方法有哪几种
蒸馏法是一种将液体通过加热蒸发，然后再冷凝回液体的分离方法。
根据蒸馏操作的不同，可以分为以下几种具体方法：
1. 简单蒸馏法：适用于两种或两种以上的液体具有较大的沸点差异的情况。
将混合物加热，使其中沸点较低的液体先蒸发，然后通过冷凝器冷凝回液体，从而分离出不同沸点的液体。
2. 分馏蒸馏法：适用于两种或两种以上的液体具有较小的沸点差异的情况。
在简单蒸馏的基础上，增加了分馏柱，通过不同位置的温度梯度使得液体在柱内多次蒸发和冷凝，从而实现更好的分离效果。
3. 真空蒸馏法：适用于液体具有较高沸点或容易分解的情况。
通过降低系统内的压力，使液体在较低温度下蒸发，从而减少液体的热分解和损失。
4. 水蒸气蒸馏法：适用于提取挥发性物质的情况。
将混合物与水一起加热，使水蒸气中的挥发性物质带走，然后通过冷凝器冷凝回液体，从而实现挥发性物质的提取。
5. 气相色谱法：适用于分析和分离复杂的混合物。
将混合物进样到气相色谱柱中，通过气相流动将样品中的组分分离，然后通过检测器检测不同组分的信号，从而实现分离和分析。
这些方法在实际应用中可以根据需要进行组合和改进，以实现更好的分离效果。
蒸馏的原理和操作及注意事项
蒸馏的原理及操作和注意事项蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用的方法。
通过蒸馏还可以测出化合物的沸点，所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。
一、蒸馏原理液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，即液体在一定温度下具有一定的蒸气压，当其温度达到沸点时，也即液体的蒸气压等于外压时（达到饱和蒸气压），就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。
一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。
将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。
很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。
（液体混合物各组分的沸点必须相差很大，至少30o C以上才能达到较好的分离效果）。
纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。
但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物（或恒沸混合物），他们也有一定的沸点（高于或低于其中的每一组分）。
因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。
一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用：假如杂质是不挥发的，溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高（但在蒸馏时，实际上测量的并不是溶液的沸点，而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度，即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点）；若杂质是挥发性的，则蒸馏时液体的沸点会逐渐上升；或者由于组成了共沸混合物，在蒸馏过程中温度可保持不变，停留在某一范围内。
二、蒸馏操作1. 蒸馏装置及安装最简单的蒸馏装置，如图28所示。
常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
蒸馏液体沸点在140o C以下时，用直形冷凝管；蒸馏液体沸点在140o C 以上时，由于用水冷凝管温差大，冷凝管容易爆裂，故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可达到冷却目的。
蒸馏易吸潮的液体时，在接液管的支管处应连一干燥管；蒸馏易燃的液体时，在接液管的支管处接一胶管通入水槽，并将接受瓶在冰水浴中冷却。
蒸馏的过程
蒸馏是一种通过热蒸汽将液体分离的精确的方法。
蒸馏的过程包括加热、蒸气形成、蒸气收集和冷却回液。
首先，要加热液体，使得其中一种溶质能够以气态形式释放出来。
接下来，当液体加热到一定温度后，某些溶质会以气态形式放出，形成一种可以被回收的气态混合物——蒸气。
所有的液体都不会在相同的温度下释放出气态，因此必须在恰当的温度上加热液体来生成蒸气。
之后，这种蒸气就会流经一个设备——蒸馏塔，这个设备会让液体和气体混合后通过一个收集器收集蒸气。
收集器较高的温度会让指定的物质形成固体或液体，然后把它们收集起来。
最后，蒸气被收集起来后，就要对它进行冷却，以便把液体和气体回收并把它们以原来的形式（液态或气态）返回到原容器中。
这样，就完成了整个蒸馏的过程。
1/ 1。
蒸馏的基本原理
蒸馏的基本原理介绍蒸馏是一种常用的分离纯化技术，其基本原理是利用液体混合物在不同沸点下的挥发性差异，通过加热使之转化为气体，再冷凝为液体的过程。
蒸馏广泛应用于化学、生物、环保等领域，是一种高效、经济的物质纯化方法。
一、蒸馏的基本原理1.沸点沸点是指在常压下，物质由液态转变为气态的温度。
不同物质由于其分子结构和相互作用力的差异，具有不同的沸点。
沸点越高，物质的挥发性越差。
2.溶液的蒸馏溶液的蒸馏是指通过对溶液加热，使溶质和溶剂分离的过程。
溶液的沸点通常介于溶质和溶剂的沸点之间，通过加热，溶剂首先转化为气体，再在冷凝器中冷却沉淀为液体，实现了溶质和溶剂的分离。
二、蒸馏的主要类型1.常压蒸馏常压蒸馏是指在大气压力下进行的蒸馏过程。
常压蒸馏适用于沸点低于400°C的物质，通过加热液体混合物，使其中的挥发性组分转化为气体，并在冷却后收集液体，从而实现对物质的分离纯化。
常压蒸馏的工艺流程1.加热液体混合物，使其沸腾。
2.气态的挥发性组分经冷凝器冷却，变回液态。
3.收集冷凝液。
2.减压蒸馏减压蒸馏是指在低于大气压的条件下进行的蒸馏过程。
减压蒸馏适用于高沸点物质的分离，通过减小环境压力，降低物质的沸点，使其在较低温度下转化为气体，再在冷凝器中冷却沉淀。
减压蒸馏的工艺流程1.将液体混合物置于减压蒸馏器中。
2.减小环境压力，降低溶液的沸点。
3.气态的挥发性组分通过冷凝器冷却、液化。
4.收集冷凝液。
3.气体蒸馏气体蒸馏是一种用于分离气体混合物的蒸馏方法，适用于气体之间沸点差异较大的情况。
气体蒸馏利用不同气体在不同温度下的沸点差异，通过加热、冷却和压缩等控制条件，使气体混合物分离为单一组分的气体。
三、蒸馏的应用领域1.化学工业蒸馏广泛应用于化学工业中，常用于石油炼制、有机合成等过程中物质的分离纯化。
例如，在炼油过程中，原油被加热蒸馏，将其分解为不同沸点的馏分，从而得到汽油、柴油、煤油等产品。
2.生物制药在生物制药过程中，蒸馏被用于从发酵液中分离纯化药物。
蒸馏法的操作方法
蒸馏法的操作方法
蒸馏法是一种分离液体混合物的方法，其操作方法如下：
1. 准备设备：准备一个蒸馏设备，包括蒸馏瓶（具有温度计和接口），冷凝管，收集瓶和加热装置。
2. 装配设备：将蒸馏瓶与冷凝管和收集瓶连接起来，确保连接处密封。
3. 添加混合物：将要分离的液体混合物加入蒸馏瓶中。
4. 加热：将蒸馏瓶加热，一般使用加热装置（如加热板），加热时要逐渐升温，避免剧烈沸腾。
5. 冷却：加热后，液体混合物会沸腾产生蒸汽，蒸汽经由冷凝管冷却变为液体，并滴入收集瓶中。
6. 分离收集：根据液体混合物的沸点差异，会产生两种或更多种液体的蒸汽，这些蒸汽在冷凝管冷却后会分离出来，并滴入收集瓶中。
7. 停止操作：当分离出需要的液体后，停止加热并关闭加热装置。
需要注意的是，蒸馏法只适用于液体混合物，其中液体成分的沸点差异较大。
在
操作过程中要注意安全，并遵循相关实验室规范。
蒸馏的基本原理
蒸馏的基本原理蒸馏是一种常见的物质分离方法，它基于不同物质的沸点差异，通过加热液体混合物，使其变为气体，然后冷凝成液体的过程。
蒸馏的基本原理可以简单概括为以下几个步骤：加热、蒸发、冷凝和收集。
将待分离的混合液体置于蒸馏设备中，通常是一个有两个口的容器，被称为蒸馏瓶。
其中一个口连接到加热源，另一个口连接到冷却装置。
然后，通过加热源对混合液体进行加热。
不同物质的沸点不同，加热后沸点较低的物质首先蒸发。
蒸发是物质由液体转变为气体的过程，此时，蒸发出的气体被称为蒸汽。
接下来，蒸汽进入冷却装置，即冷凝器。
冷凝器通常是一个管道，通过外部提供的冷却介质，如冷水或冷气，使蒸汽迅速冷却。
冷却后，蒸汽再次变为液体，这个过程被称为冷凝。
冷凝后的液体沿着冷凝器流动，并收集在容器中。
由于不同物质的沸点差异，蒸馏过程中，液体的成分逐渐发生变化。
通过不断收集液体，我们可以分离出不同沸点的物质。
蒸馏的基本原理可以通过以下例子更好地理解。
假设我们有一杯混合了水和酒精的饮料，我们希望分离出酒精。
我们将这杯饮料放入蒸馏瓶中，加热源加热饮料。
由于酒精的沸点较低，它首先蒸发成蒸汽，然后进入冷凝器。
在冷凝器中，酒精蒸汽被迅速冷却，变成液体，最终收集到容器中。
而水由于沸点较高，不易蒸发，大部分仍然留在蒸馏瓶中。
蒸馏的基本原理适用于各种液体混合物的分离，如酒精与水的分离、石油中不同组分的分离等。
它是化学实验室、工业生产和日常生活中常用的分离技术之一。
需要注意的是，蒸馏的基本原理是基于液体混合物中成分的沸点差异，因此只适用于有明显沸点差异的混合物分离。
对于沸点接近的物质，蒸馏可能无法实现有效分离。
蒸馏是一种基于沸点差异的物质分离方法，通过加热混合液体，使其变为气体，然后冷凝成液体，最终实现不同物质的分离。
这种分离方法广泛应用于各个领域，并在化学实验室、工业生产和日常生活中发挥着重要作用。
通过掌握蒸馏的基本原理，我们可以更好地理解和应用这一分离技术。
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第六章液体蒸馏第一节概述§6.1.1/蒸馏概述一、蒸馏分离的依据蒸馏是分离液相混合物的典型单元操作。
蒸馏操作是将液体混合物部分汽化，利用其中组分挥发度不同的特性（挥发度差异）而达到分离的目的。
液体混合物二元或多元系A+B（C...）非A组分A组分摩尔分率molfrac.xA0A组分易挥发，称之为易挥发组分，也叫做轻组分；B为难挥发组分，也叫重组分。
需注意的是，汽相中仍可能有B等组分，不是纯A，因为轻、重组分都具挥发性，只是A较B易挥发罢了；同样液相中仍可能有A，而不是纯B。
故组分在汽、液相中重新分配。
在实验室里的蒸馏操作是这样的，将液体混合物（原料液）置于蒸馏瓶中，蒸馏实验装置如图示。
为防止暴沸在瓶中加入几片瓷片，瓶中液体量以不超过其体积的2/3为宜，接下来加热蒸馏瓶使液体部分汽化，产生的蒸汽经过套管冷凝器时被全部冷凝为液体，冷凝液被称为馏出液。
得到的馏出液中轻组分的浓度必大于瓶中液相中的浓度x A，即y A>x A,且y A>x A0，x A<x A0。
同学已做过的是Et-OH+H2O或是苯+甲苯体系,液体（酒精）的蒸馏实验。
如果将得到的馏出液作为原料液逐次重复上述蒸馏实验，则馏出液中轻组分的浓度y A将逐次提高，即馏出液的品质逐次提高，但数量逐次减小（少而精）。
同时应该看到蒸馏过程中伴有液体沸腾和蒸汽冷凝过程，所以为了要得到高纯度的馏出液必需消耗热量。
二、工业蒸馏过程工业上最为简单的蒸馏过程是平衡蒸馏与简单蒸馏。
1.平衡蒸馏平衡蒸馏又称闪蒸，是一个连续定态过程，流程如左图。
原料连续的进入加热炉，在炉内被加热至一定温度，然后经节流阀减压至预定压强。
由于压强的突然降低，过热液体发生自蒸发，液体部分汽化。
汽、液两相在分离器中分开，汽相为顶部产物，其中易挥发组分较为富集；液相为底部产物，其中难挥发组分获得了增浓。
在平衡蒸馏过程中，各参数维持恒定不变。
2.简单蒸馏简单蒸馏是一个间歇操作过程，是非定态过程。
流程如下：将一批原料液加入蒸馏釜中，在恒压下加热至沸腾，使液体不断汽化，产生的蒸汽冷凝后为顶部产物，其中易挥发组分较为富集。
在蒸馏过程中，釜内液体的易挥发组分浓度不断下降，蒸汽中的易挥发组分浓度相应地随之降低。
因此，顶产品通常分槽收集，最终釜液一次排出。
3.精馏由上述可看到，平衡蒸馏，简单蒸馏都只能达到有限程度的轻、重组分分离，不能满足高纯度分离的要求。
如何根据组分挥发性差异开发一个过程，以实现高纯度的分离是蒸馏方法能否广泛应用的核心问题，为此提出了精馏过程。
本章在简单介绍平衡蒸馏与简单蒸馏后，将着重讨论混合液的精馏过程。
三、蒸馏操作的费用和操作压强1.蒸馏费用设备费（蒸馏釜或精馏塔及其它辅助设备费）操作费（加热和冷却费等）2.操作压强蒸馏操作中液体沸腾温度与蒸汽冷凝温度均与操作压强有关。
操作压强常压——一般情况；加压——用于常压下为气体混合物体系，如精馏法分离空气；减压——用于常压下沸点高且又是热敏性的混合物系。
本章限于讨论二组分体系（二元体系）的蒸馏过程，至于多组分蒸馏可参阅其它书籍。
第二节双组分溶液的汽液相平衡§6.2.1、理想物系的汽液相平衡平衡蒸馏与简单蒸馏中都存在着汽液两相共存的物系。
在平衡蒸馏中汽液两相充分接触后再进行分离，可以近似认为两相已达到平衡状态。
在简单蒸馏中汽体自沸腾液体中产生，也可近似认为两相处于平衡状态。
所以，蒸馏过程都涉及到两相共存的平衡物系。
一、汽液两相平衡共存的自由度物系中共有四个变量P 、T 、y 、xF = c-p+2 = 2-2+2 = 2所以四个变量中只有两个独立变量。
而蒸馏过程的操作压强是恒定不变的。
P一定，则F=1，即T 、x 、y 中只有一个独立变量了。
若T 一定，则x 、y 随之而定；若x 或y 一定，则T （y ）或T（x ）也随之而定。
图中恒压下双组分平衡物系中必存在着：1）液相（或汽相）组成与温度间的一一对应关系，T-x(y)关系。
2）汽、液相组成之间的一一对应关系，y ～x 关系。
二、双组分理想物系的T b ～x 关系式（泡点——液相组成关系式）理想物系 液相为理想溶液I.S.，服从拉乌尔定律；微观Micro ：g 11=g 22=g 12， 宏观Macro ：△H=0；△V=0汽相为理想气体I.G.，服从理想气体定律或道尔顿分压定律。
根据拉乌尔定律，液相上方的平衡蒸汽压为， ，混合液的沸腾条件是各组分的蒸汽压之和等于外压，即或T b～x的函数关系已知泡点，可直接计算液相组成；反之，已知组成也可算出泡点，但一般需经试差，这是由于f A(t)和f B(t)通常系非线性函数的缘故。
纯组分的p0与t的关系通常可表示成如下的经验式：安托因方程A，B，C为安托因常数，由手册查得。
三．汽液两相平衡组成间的关系式Κ——相平衡常数,y-x的函数关系，P一定，Κ=f(T)。
四．汽相组成与温度（露点）的定量表达式y-T d函数关系式五．t～x(y)图和y-x图P恒定E、F互成平衡的汽、液相B'——第一个汽泡D'——第一个液滴Array把p一定，不同温度下互成平衡的汽液两相组成y和x绘制在y-x坐标中，得到的图称为y-x图。
对于理想物系，y恒>x，故平衡线必位于对角线上方。
六．y-x的近似表达式与相对挥发度α——挥发度（平衡分压与其液相摩尔分率之比）2．相对挥发度定义：若则对于双组分物系，，代入上式并略去下标A得相平衡方程若知α，则y=x也可得到。
一般α数据由实验测定。
对于I.S.，则，（仅对I.S.适用）由于，均随温度沿相同方向而变化，因此两者的比值随温度的变化不大，一般可视为常数，计算时取平均值。
若α1，α2差别不大，则若，则α=const时，溶液的相平衡曲线为α4>α3>α2>α1α=1，则y= x，对角线，不能用普通蒸馏分开；α值愈大，同一x下y值愈大，可获得的提浓程度愈大。
因此，α的大小可作为用蒸馏分离某物系的难易程度的标志。
例6-1§6.2.2 非理想物系的汽液相平衡实际生产所遇到的大多数物系为非理想物系。
非理想物系有两种：1．液相为非理想溶液2．汽相为非理想气体一．非理想溶液溶液的非理想性的实质是异种分子间的作用力不同于同种分子间的作用力，其表现是溶液中各组分的平衡蒸汽压偏离于拉乌尔定律。
此偏差可正可负，分别称为正偏差或负偏差溶液。
非理想溶液与理想溶液的蒸汽压比较如下图所示：上左图为正偏差，右图为负偏差。
高浓度范围内服从拉氏定律。
稀浓度范围内服从亨利定律，这只能说明平衡蒸汽压与浓度成正比，并不能说明溶液的理想性。
服从拉乌尔定律才表明溶液的理想性。
一般非理想溶液引入一活度系数来修正对拉乌尔定律的偏差，即若P不太高，则汽相仍服从道尔顿分压定律时，则此种物系的汽液平衡关系为：某些溶液和理想溶液比较具有较大的正偏差，致使溶液在某一组成时其两组分的蒸汽压之和出现最大值。
此种组成的溶液的泡点比两纯组分的沸点都低，系具有最低恒沸点的溶液。
如苯—乙醇溶液在1atm下的t-x(y)图及相平衡曲线，含苯55.2mol%的溶液具有最低恒沸点，其值为68.3℃。
与此相反，氯仿—丙酮溶液为负偏差较大的溶液，在含氯仿65.0mol%时形成最高沸点的恒沸物，其恒沸点为64.5℃。
在恒沸组成时的汽、液两相的组成相同，因此不能用一般的蒸馏方法将恒沸物中的两个组分加以分离。
下图所示分别为乙醇—水及氨—水溶液的相平衡曲线。
从相对挥发度的定义来看，此两物系的α值随浓度变化很大。
二．非理想气体当蒸馏过程在高压、低温下进行时，物系的汽相与理想气体相比有较大的偏差，为此要引入逸度系数来进行修正，此处不多作介绍。
三．总压对相平衡的影响同一物系，混合物的泡点愈高，各组分间挥发度的差异愈小。
因此，蒸馏操作的压强增高，泡点也随之升高，相对挥发度减小，分离较为困难。
当P低于两纯组分的临界压强时，蒸馏可在全浓度范围内操作。
当P↑，汽液两相共存区缩小，蒸馏分离只能在一定浓度范围内进行，即不可能得到轻组分的高纯度产物。
第三节平衡蒸馏与简单蒸馏§6.3.1平衡蒸馏一．过程的数学描述蒸馏过程的数学描述包括物料衡算式、热量衡算式及反映具体过程特征的方程，现分别叙述。
1．物料衡算设原料液摩尔流量为F，kmol/s；摩尔分率mol frac.x f；汽相产品摩尔流率为D，kmol/s；摩尔分率mol frac.y D，温度为t C；液相产物摩尔流率为W，kmol/s；摩尔分率mol frac.x，温度为t C。
对此连续定态过程作物料衡算可得：总物料衡算：F=D+W易挥发组分的衡算：两式联立可得：设液相产物占总加料量F的分率为q，q叫做液化率，，其值0<q<1；而D/F叫做汽化率，，代入上式得：2．热量衡算设C p——混合液的平均摩尔比热，kJ/kmol·Kγ——平均摩尔汽化热，kJ/kmol；则单位时间内加热器提供的热量为：节流减压，液体部分汽化所需的热量来自于物料放出的显热，即∴3．过程特征方程式闪蒸过程中汽液两相可认为互成平衡。
即y与x满足相平衡方程式若为I.S.，则平衡温度t e与组成x应满足泡点方程，二．平衡蒸馏过程的计算对于I.S.，若q给定，则联立可求得y，x。
对于非理想溶液，难以用数学式表达平衡关系，通常采用图解得到y，x。
图解方法的步骤为①作出P一定下的平衡曲线（y-x曲线）②作出q 线，由若x=x f，则y=x f，点e（x f，x f）落在对角线上。
所以可通过点e（x f，x f），斜率作出q线（ef线）③q线（ef线）与平衡线的交点d坐标即为所求。
当然，将这种图解法用于理想溶液也是很方便的。
特别是需要求出多对组成时，较解联立方程简便，考察（1-q）对y，x的影响时，显得十分清晰。
将得到的液相组成x代入泡点方程中求得t e，再由t e求得T，然后求得Q。
例6-2§6.3.2简单蒸馏一．简单蒸馏过程的数学描述与平衡蒸馏比较，简单蒸馏是一个时变过程（非稳态过程）。
因此对简单蒸馏必须取一个时间微元dτ，对该时间微元的始末作物料衡算。
设W表示τ时刻釜中的液体量，它随时而变，由初态W1变至终态W2；x表示τ时刻釜中的液体的浓度，它由初态x1降至终态x2；y表示dτ时间内由釜中蒸出汽体的浓度；dW表示dτ时间内蒸出的汽体量。
现对dτ内作易挥发组分的物料衡算，得略去二阶无穷小量，则得积分∴其中满足相平衡方程，二．简单蒸馏过程的计算对于I.S.，则代入上式积分得由于W1，x1为已知（初态），若给定x2，则得W2馏出液的平均浓度：例6-3第四节精馏§6.4.1、精馏过程一．精馏原理1．精馏过程图示如图所示，原料自塔的中部某适当位置连续的加入塔内，塔顶设有冷凝器,将塔顶蒸汽冷凝为液体。