9.3平衡蒸馏和简单蒸馏
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9、蒸馏
9.3平衡蒸馏和简单蒸馏 9.3.1 平衡蒸馏 9· 2 简单蒸馏 3· 例题
2013-8-21
化学化工学院 迪丽努尔
1
9.3平衡蒸馏和简单蒸馏
9．3．1 平衡蒸馏 一、过程的过学描述
二、平衡蒸馏过程的计算
2013-8-21
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9．3．1 平衡蒸馏
一、过程的过学描述
（1）物料衡算
2、图解
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二、平衡蒸馏过程的计算
1、解方程
联立 求出 x 、y
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二、平衡蒸馏过程的计算
2、图解 ∵ x = xf 时 由
Ye f 1.0 e
得
y = xf
泡点t
y
过 f (xf , xf )作斜率为 Xe Xf 1.0 q x q 1 的直线与平衡线交点e的坐标即为所求的气、液相组成。
1 0.7 1 x2 ln1.5 (ln 2.47 ln ) 1.47 x2 1 0.7
解出
2013-8-21
X2=0.633
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w2 y x1 ( x1 x2 ) w1 w2 2 3 (0.7 0.633 ) 0.7 2 1 3 0.834
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一、过程的过学描述
（2）热量衡算 Q = FCm,p( T一 tF) FCm,p( T一 te ) = Dr = 料液加热温度为 T ＝ te ＋（l - q）r/Cm,p (1- q ) F r
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9．3．1 平衡蒸馏 二、平衡蒸馏过程的计算 1、解方程
x 2.47x y 1 ( 1) x 1 1.47x
两式联立求得
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y=0.816, x=0.642
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(2)简单蒸馏 设原料量为：W1 则：剩余量W2 因气化量为1/3
W2 1.5
2 3
w1 1 x1 1 x2 ln (ln ln ) w2 1 x2 1 x1
（2）热量衡算
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一、过程的过学描述
（1）物料衡算 F、xf ——加料流量kmol/s及料液组成摩尔分数； D、y——气相产物流量kmol/s及组成摩尔分数； W、x——液相产物流率kmol/s及组成摩尔分数。 目的：求D 或 W、y(x) 总物料衡算： F = D＋W 易挥发组分的物料衡算 F xf = D y十W x
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一、过程的过学描述
（1）物料衡算 总物料衡算： F = D＋W F xf = D y十W x
易挥发组分的物料衡算 联立两式
D F
xF x yx
设液相产物占总加料量 F的分率为 q q = W/F D/F + W/F = 1 ∵ F = D＋W ∴ 气化率为 D/F =（1—q）
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9.3平衡蒸馏和简单蒸馏 9· 2 简单蒸馏 3· 一、简单蒸馏过程 二、简单蒸馏过程的数学描述 三、简单蒸馏过程的计算
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9· 2 简单蒸馏 3·
一、简单蒸馏过程
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平衡蒸馏
y=0.816, x=0.642
简单蒸馏
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y 0.834
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y间 > y 平
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当给定x2
y x1
即 可由
w2 ( x1 x2 ) w1 w2
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例：9-3 平衡蒸馏与简单蒸馏的比较
将含苯摩尔分数为0.7，甲苯摩尔分数为0.3的溶液 加热汽化，汽化率为1/3，已知物系的相对挥发度 为2.47，计算： （1）作平衡蒸馏时，气相与液相产物的组成，
（2）作简单蒸馏时，气相产物的平均组成及残 液组成
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解： （1）平衡蒸馏 因：汽化率为1/3
q=2/3
2 x qx xF 3 0.7 y 物料衡算式 q 1 q 1 2 1 2 1 3 3 y= -2x+2.10
相平衡方程
则：q=2/3
9· 2 简单蒸馏 3·Baidu Nhomakorabea
二、简单蒸馏过程的数学描述 设W——某瞬时釜中的液体量，它随时而变，由初态 W1变至终态W2； x —某瞬时，釜中液体的组成它由初态x1降至终态x1； y——某一瞬时由釜中蒸出的气相组成，随时间而变。 dτ时间内蒸出物料量为dW 釜内液体组成相应地 x ↓ dW dW dx → 0 W (x一dx) dx yx
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9· 2 简单蒸馏 3·
三、简单蒸馏过程的计算 若为理想溶液：
y 1( x1) x
w1 1 x1 1 x2 积分得： ln w 1 (ln x ln 1 x ) 2 2 1
已知：原料量W1 及原料组成x1 上式求出残液量W2 设、馏出液的平均组成ý 全过程易挥发组分的物料衡算
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一、过程的过学描述
（1）物料衡算 ∴
D F
气化率为 D/F =（1—q） xF x yx 已知 F、 q
化简得
联立
求出 x 、y
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一、过程的过学描述
（2）热量衡算 tF、T —— 分别为料液温度与加热后的液体温度℃ te—— 闪蒸后,气、液两相的平衡温度℃ Cm,p ——混合液的平均摩 尔热容，kJ/（kmol· K） r——平均摩尔气化热， kJ／kmol。 加热炉的热流量Q为 Q = FCm,p( T一 tF) 物料放出显热即供自身的部分气化 FCm,p( T一 te ) = Dr = (1- q ) F r
9.3平衡蒸馏和简单蒸馏 9.3.1 平衡蒸馏 9· 2 简单蒸馏 3· 例题
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9.3平衡蒸馏和简单蒸馏
9．3．1 平衡蒸馏 一、过程的过学描述
二、平衡蒸馏过程的计算
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9．3．1 平衡蒸馏
一、过程的过学描述
（1）物料衡算
2、图解
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二、平衡蒸馏过程的计算
1、解方程
联立 求出 x 、y
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二、平衡蒸馏过程的计算
2、图解 ∵ x = xf 时 由
Ye f 1.0 e
得
y = xf
泡点t
y
过 f (xf , xf )作斜率为 Xe Xf 1.0 q x q 1 的直线与平衡线交点e的坐标即为所求的气、液相组成。
1 0.7 1 x2 ln1.5 (ln 2.47 ln ) 1.47 x2 1 0.7
解出
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X2=0.633
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w2 y x1 ( x1 x2 ) w1 w2 2 3 (0.7 0.633 ) 0.7 2 1 3 0.834
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一、过程的过学描述
（2）热量衡算 Q = FCm,p( T一 tF) FCm,p( T一 te ) = Dr = 料液加热温度为 T ＝ te ＋（l - q）r/Cm,p (1- q ) F r
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9．3．1 平衡蒸馏 二、平衡蒸馏过程的计算 1、解方程
x 2.47x y 1 ( 1) x 1 1.47x
两式联立求得
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y=0.816, x=0.642
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(2)简单蒸馏 设原料量为：W1 则：剩余量W2 因气化量为1/3
W2 1.5
2 3
w1 1 x1 1 x2 ln (ln ln ) w2 1 x2 1 x1
（2）热量衡算
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一、过程的过学描述
（1）物料衡算 F、xf ——加料流量kmol/s及料液组成摩尔分数； D、y——气相产物流量kmol/s及组成摩尔分数； W、x——液相产物流率kmol/s及组成摩尔分数。 目的：求D 或 W、y(x) 总物料衡算： F = D＋W 易挥发组分的物料衡算 F xf = D y十W x
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一、过程的过学描述
（1）物料衡算 总物料衡算： F = D＋W F xf = D y十W x
易挥发组分的物料衡算 联立两式
D F
xF x yx
设液相产物占总加料量 F的分率为 q q = W/F D/F + W/F = 1 ∵ F = D＋W ∴ 气化率为 D/F =（1—q）
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9· 2 简单蒸馏 3·
一、简单蒸馏过程
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平衡蒸馏
y=0.816, x=0.642
简单蒸馏
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y 0.834
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y间 > y 平
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当给定x2
y x1
即 可由
w2 ( x1 x2 ) w1 w2
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例：9-3 平衡蒸馏与简单蒸馏的比较
将含苯摩尔分数为0.7，甲苯摩尔分数为0.3的溶液 加热汽化，汽化率为1/3，已知物系的相对挥发度 为2.47，计算： （1）作平衡蒸馏时，气相与液相产物的组成，
（2）作简单蒸馏时，气相产物的平均组成及残 液组成
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解： （1）平衡蒸馏 因：汽化率为1/3
q=2/3
2 x qx xF 3 0.7 y 物料衡算式 q 1 q 1 2 1 2 1 3 3 y= -2x+2.10
相平衡方程
则：q=2/3
9· 2 简单蒸馏 3·Baidu Nhomakorabea
二、简单蒸馏过程的数学描述 设W——某瞬时釜中的液体量，它随时而变，由初态 W1变至终态W2； x —某瞬时，釜中液体的组成它由初态x1降至终态x1； y——某一瞬时由釜中蒸出的气相组成，随时间而变。 dτ时间内蒸出物料量为dW 釜内液体组成相应地 x ↓ dW dW dx → 0 W (x一dx) dx yx
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9· 2 简单蒸馏 3·
三、简单蒸馏过程的计算 若为理想溶液：
y 1( x1) x
w1 1 x1 1 x2 积分得： ln w 1 (ln x ln 1 x ) 2 2 1
已知：原料量W1 及原料组成x1 上式求出残液量W2 设、馏出液的平均组成ý 全过程易挥发组分的物料衡算
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（1）物料衡算 ∴
D F
气化率为 D/F =（1—q） xF x yx 已知 F、 q
化简得
联立
求出 x 、y
2013-8-21
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一、过程的过学描述
（2）热量衡算 tF、T —— 分别为料液温度与加热后的液体温度℃ te—— 闪蒸后,气、液两相的平衡温度℃ Cm,p ——混合液的平均摩 尔热容，kJ/（kmol· K） r——平均摩尔气化热， kJ／kmol。 加热炉的热流量Q为 Q = FCm,p( T一 tF) 物料放出显热即供自身的部分气化 FCm,p( T一 te ) = Dr = (1- q ) F r