【学习课件】第一章蒸馏(下册)
合集下载
化工原理蒸馏培训课件
化工原理蒸馏培训课件一、蒸馏的基本原理蒸馏是一种常用的分离技术，广泛应用于化工领域。
其基本原理是利用液体的沸点差异，在加热的作用下将混合物中不同沸点的组分分别蒸发和凝结，以实现组分的分离。
在化工生产中，蒸馏通常用于从混合物中提取所需组分，去除杂质或回收溶剂等目的。
二、理想蒸馏和精馏1. 理想蒸馏理想蒸馏是指在无限理论塔板的情况下进行的蒸馏过程。
在理想蒸馏中，混合物在蒸发和凝结过程中可视为处于平衡状态，而且不发生任何物质的扩散和混合。
实际上，理想蒸馏是无法实现的，但它为我们理解蒸馏过程提供了一个很好的模型。
2. 精馏精馏是在实际工业生产中常用的一种蒸馏方法。
在精馏过程中，通过设计和优化塔板的结构和操作条件，以增加蒸发和凝结的效果，使得混合物能够在塔板之间进行多次蒸馏、凝结和液相循环，从而实现更好的分离效果。
三、蒸馏塔的结构和工作原理蒸馏塔是蒸馏过程中最常用的设备之一。
其基本结构包括进料管、塔板、塔板间隔板、冷凝管和顶部和底部的收集器。
蒸馏塔的工作原理是将混合物从塔底加热，将蒸发气体和液相分离，然后通过塔板和间隔板的作用，在各塔板之间进行多次蒸馏和凝结，最后从顶部收集纯净组分。
四、蒸发和凝结的影响因素蒸馏过程中，蒸发和凝结过程的效果直接影响着分离效果和产品纯度。
以下是影响蒸发和凝结的几个主要因素：1. 温度温度是影响蒸发和凝结的关键因素。
通过调节加热温度和冷却温度，可以控制蒸发和凝结的速率和效果，从而实现理想的分离效果。
2. 压力压力对蒸发和凝结的影响与温度相似。
通过调节系统的压力，可以改变组分的沸点和凝结点，从而影响蒸发和凝结的过程和效果。
3. 塔板结构塔板的结构和设计对蒸发和凝结过程有着重要影响。
合理设计的塔板可以提高传质效率，增加蒸发和凝结的表面积，进而提高分离效果。
4. 入料速度和塔底温度入料速度和塔底温度会影响塔内液相的循环和分布。
合理控制入料速度和塔底温度可以提高蒸发效果，减少不良组分的凝结。
第1章 第1节 第2课时 蒸馏和萃取 --人教版高中化学必修一课件(共45张PPT)
2．(2019·云南马关二中高一开学考试)下列关于蒸馏实验操 作说法中，不正确的是( )
A．蒸馏是利用液态物质沸点不同将其混合物分离的实验方 法
B．蒸馏时，混合物中沸点低的物质先气化逸出，再冷凝变 为液体
C．蒸馏可用来分离各种沸点不同的液态或固态混合物 D．用蒸馏的方法可以除去混合物中沸点低、易挥发的杂质
1．蒸馏 (1)蒸馏实验原理 蒸馏是指把液体加热至沸腾，使液体变为 1 _蒸__气___，再重 新冷凝成 2 __液_体___的过程。根据混合物各组分的沸点不同，利 用蒸馏可以除去 3 __易_挥__发_、__难__挥_发__或_不__挥__发_的__杂__质________。
(2)实验仪器装置 ①指出图中序号所示各仪器的名称
③用水作冷却介质，将蒸气冷凝为液体。冷凝水的流向要 从低处流向高处，即 15 _下__口___进水， 16 __上_口___出水。
④加入碎瓷片(或沸石)是为了 17 ___防_止__蒸_馏__烧__瓶_内__液_体_______ _暴__沸___。
【归纳总结】 蒸馏实验装置的改进
当用蒸馏的方法分别获取几种沸点不同的液体时，应该用温度计控制收 集沸点不同的馏分，装置改进如下：
淀法，易引入其他杂质离子，故 D 错误。
4．(2019·云南通海二中高一月考)在使用分液漏斗进行分液 时，正确的操作是( )
A．上层液体经漏斗下口放出 B．分离液体时，将漏斗拿在手上进行分离 C．分离液体时，使分液漏斗口上的小孔与大气相通，打开 活塞 D．分液漏斗中盛装的是液体，振荡后不必扭开活塞把气体 放出
答案：(1)四氯化碳 萃取、分液 分液漏斗 (2)苯019·黑龙江牡丹江市第三高级中学高一期中)关于用自 来水制取蒸馏水实验的说法中，不正确的是( )
化工原理下册课件蒸馏 (2)课件
本文档详细阐述了化工原理中蒸馏章节的重要内容，主要包括恒沸精馏和萃取精馏两大部分。恒沸精馏是通过加入第三组分（夹带剂）来改变原料液的恒沸组。选择夹带剂时，需考虑其与被分离组分的相互作用、新恒沸液的性质以及夹带剂自身的无毒、无腐蚀性等特点。萃取精馏则是通过加入萃取剂来改变原料液中组分的相对挥发度，适用于分离挥发度相近的组分。萃取剂的选择应满足显著改变原组分挥发度、低挥发性、不与原组分形成恒沸液等条件。此外，文档还介绍了塔板的多种类型，包括泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板和喷射型塔板，并详细分析了它们的优缺点，如操作弹性、生产能力、板效率等，为实际化工操作提供了重要参考。
化工原理蒸馏一章课件
m 1x1 b F 1 ln ln W m 1 m 1x2 b
馏出液的平均组成 y：
总物料衡算 易挥发组份
D F W
D y Fx1 Wx2
43
例1-2、1-3
44
简单蒸馏和平衡蒸馏分离效果的比较
比较：在相同的原料液浓度及相同釜液的条件下，简单 蒸馏所得到的馏出液浓度高于平衡蒸馏，而平衡蒸馏的优 点是连续操作，但其分离效果不如间歇操作的简单蒸馏。 总结：简单蒸馏和平衡蒸馏一般只能用于对原料的初步
10
P p A pB
0 A 0 A
p x A p 1 x A p p x A p
0 B 0 B 0 B
P p xA 0 pA p
0 A
0 B 0 B
xB 1 x A
若平衡的气相为理想气体，可用道尔顿分压定律：
pA p yA x P P
q 注意：该直线通过点xF , xF ，其斜率为 。 q 1
33
二、热量衡算 对加热器作热量衡算，忽略热损失，则：
Q Fc p T t F
Q：加热器的热负荷，kJ/h； F：原料液流量，kmol/h； Cp：原料液平均比热，kJ/(kmol﹒0C)； tF：原料液温度，0C； T：原料液通过加热器后的温度，0C。
7/30/2013 50
冷凝器condenser
塔顶产品,
xD
改进：回流→使不处于平衡状态 的两相接触→热、质传递→部分冷
Overhead product 液相回流 Liquid reflux 精馏段 Rectifying section
凝和部分汽化同时发生。
精馏原理：在塔内，对气、液两
蒸馏PPT学习课件PPT课件
第1页/共7页
实验室制取蒸馏水的装置图
蒸馏装置图
第2页/共7页
2.装置
圆 底 烧 瓶
温度计
冷凝管 牛角管
石棉网
出水口
锥
酒
精
进水口
形 瓶
灯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第3页/共7页
注意事项：
蒸馏烧瓶中液体的 量不超过烧瓶容量
的2/3
在蒸馏烧瓶内 放有沸石，防 止暴沸
温度计水银球位于支管口下沿
冷却水下口进上口出，冷却水进 水通入与被冷凝蒸气流向相反
冷凝管
蒸馏烧瓶
牛角管
给蒸馏烧瓶加热要垫 石棉网
第4页/共7页
实验演示
•1.蒸馏 •2.Cl-的检验
第5页/共7页
完 第成 一创 课新 时设
计
第6页/共7页
感谢您的观看！
第7页/共7页
实验室制取蒸馏水的装置图
蒸馏装置图
第2页/共7页
2.装置
圆 底 烧 瓶
温度计
冷凝管 牛角管
石棉网
出水口
锥
酒
精
进水口
形 瓶
灯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第3页/共7页
注意事项：
蒸馏烧瓶中液体的 量不超过烧瓶容量
的2/3
在蒸馏烧瓶内 放有沸石，防 止暴沸
温度计水银球位于支管口下沿
冷却水下口进上口出，冷却水进 水通入与被冷凝蒸气流向相反
冷凝管
蒸馏烧瓶
牛角管
给蒸馏烧瓶加热要垫 石棉网
第4页/共7页
实验演示
•1.蒸馏 •2.Cl-的检验
第5页/共7页
完 第成 一创 课新 时设
计
第6页/共7页
感谢您的观看！
第7页/共7页
化工原理之蒸馏培训课件
化工原理之蒸馏培训课件1. 蒸馏的基本原理蒸馏是一种通过控制液体的汽化和冷凝来分离混合物的常用技术。
在蒸馏过程中，通过对混合物加热，使其蒸发，然后将蒸汽通过冷凝器冷凝，生成纯净的组分。
1.1 蒸馏的基本过程蒸馏可以分为以下几个基本过程： - 加热：将混合物加热到使其中的易挥发组分蒸发的温度。
-蒸发：易挥发组分随着蒸汽脱离混合物。
- 冷凝：将蒸汽通过冷凝器冷凝成液体。
- 收集：将冷凝后的液体收集。
1.2 蒸馏的作用蒸馏技术可以用于以下几个方面： - 分离纯净组分：通过蒸馏，可以将混合物中的组分分离出来，得到纯净的单一组分。
- 浓缩液体：通过蒸馏，可以将溶液蒸发浓缩，得到更浓的溶液或者固体。
- 去除杂质：通过蒸馏，可以将混合物中的杂质分离出去，得到纯净的物质。
2. 蒸馏的分类根据不同的实际应用和具体工艺条件，蒸馏可以分为以下几种分类：2.1 常压蒸馏常压蒸馏是一种在大气压下进行的蒸馏过程，常用于液体分离和某些化学反应的应用中。
常压蒸馏的特点是操作简单，但分离效果较差。
2.2 精馏精馏是一种利用物料在不同温度下汽化和冷凝的特性进行分离的技术。
精馏相对于常压蒸馏来说，可以得到更高纯度的产品。
精馏过程中，通常会采用多个分馏塔，每个分馏塔的操作压力和温度都不同。
2.3 水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏是一种利用水蒸气的汽化和冷凝过程进行分离的技术。
水蒸气蒸馏广泛应用于精制石油产品、生物制药、食品加工等领域。
水蒸气蒸馏可以提高分离效果，得到更高纯度的产品。
3. 蒸馏的设备和操作在蒸馏过程中，涉及到一些常用的设备和操作方法。
3.1 蒸馏塔蒸馏塔是进行精馏蒸馏的主要设备，常用于分离液体混合物。
蒸馏塔通常由填料层和塔板组成，通过塔板和填料的结构，可以增加液体和气体之间的接触面积，提高分离效果。
3.2 冷凝器冷凝器是将蒸汽冷凝成液体的设备，常用于蒸馏过程中收集纯净组分。
冷凝器通常采用冷却水循环或冷却剂来降低蒸汽的温度并冷却。
蒸馏PPT课件
水蒸汽蒸馏应用于： 1）分离其中仅有一个组份能 同水蒸汽挥发的混合物； 2）纯化物质，以去掉树脂状 杂质； 3）如果它能比减压蒸馏更完 全地把挥发性物质分开。
在100℃时蒸汽压小的高沸点 物质用过热水蒸汽蒸馏。
连续水蒸汽蒸馏及少量物质的蒸馏
分子蒸馏
在实验室中常常需要纯化在 沸点分解而又不能用提取、 结晶、层析来纯化的高沸点 物质。用分子蒸馏可以达到 达个目的，此时物质的沸点 降低200—300℃。分子蒸馏 是减压蒸馏的一种变种，它 在压力不高于0.001毫米汞柱 的条件下进行。
(3)．蒸馏是通过对混合物加热建立汽液两相体系的，汽相还需要再冷 凝液化，因此需要消耗大量的能量(包括加热介质和冷却介质)。另外， 加压或减压，将消耗额外的能量。蒸馏过程中的节能是个值得重视的问 题。
蒸馏操作的分类
1、按蒸馏方式可分为平衡(闪蒸)蒸馏、简单蒸馏、精馏和特殊精馏 平衡蒸馏和简单蒸馏常用于混合物中各组分的挥发度相差较大，对分 离要求又不高的场合； 精馏是借助回流技术来实现高纯度和高回收率的分离操作，它是应用 最广泛的蒸馏方式。如果混合物中各组分的挥发度相差很小(相对挥发度 接近于1)或形成恒沸液时，则应采用特殊精馏（恒沸精馏和萃取精馏）。 若精馏时混合液组分间发生化学反应，称反应精馏，这是将化学反应 与分离操作耦合的新型操作过程。 对于含有高沸点杂质的混合液，若它与水互不相溶，可采用水蒸气蒸 馏，从而降低操作温度。 对于热敏性混合液，则可采用高真空下操作的分子蒸馏。
仪器的效率由三个因素决定： (1) 装置中的压力 （0.001~0.0001mmHg， (2) 冷却面到蒸发面的距离 (1~2cm) ， (3) 待蒸馏物层的厚度。
恒沸精馏和萃取精馏的比较
共同点: （１）都加入另一组分。 （２）使相对挥发度增大。 （３）计算过程所用的基本关系式都是物料衡算、热量衡算和相平衡关系。 不同点: （１）恒沸精馏塔形成恒沸物，从塔顶蒸出。 （２）萃取精馏不形成恒沸物，从塔釜离开。
在100℃时蒸汽压小的高沸点 物质用过热水蒸汽蒸馏。
连续水蒸汽蒸馏及少量物质的蒸馏
分子蒸馏
在实验室中常常需要纯化在 沸点分解而又不能用提取、 结晶、层析来纯化的高沸点 物质。用分子蒸馏可以达到 达个目的，此时物质的沸点 降低200—300℃。分子蒸馏 是减压蒸馏的一种变种，它 在压力不高于0.001毫米汞柱 的条件下进行。
(3)．蒸馏是通过对混合物加热建立汽液两相体系的，汽相还需要再冷 凝液化，因此需要消耗大量的能量(包括加热介质和冷却介质)。另外， 加压或减压，将消耗额外的能量。蒸馏过程中的节能是个值得重视的问 题。
蒸馏操作的分类
1、按蒸馏方式可分为平衡(闪蒸)蒸馏、简单蒸馏、精馏和特殊精馏 平衡蒸馏和简单蒸馏常用于混合物中各组分的挥发度相差较大，对分 离要求又不高的场合； 精馏是借助回流技术来实现高纯度和高回收率的分离操作，它是应用 最广泛的蒸馏方式。如果混合物中各组分的挥发度相差很小(相对挥发度 接近于1)或形成恒沸液时，则应采用特殊精馏（恒沸精馏和萃取精馏）。 若精馏时混合液组分间发生化学反应，称反应精馏，这是将化学反应 与分离操作耦合的新型操作过程。 对于含有高沸点杂质的混合液，若它与水互不相溶，可采用水蒸气蒸 馏，从而降低操作温度。 对于热敏性混合液，则可采用高真空下操作的分子蒸馏。
仪器的效率由三个因素决定： (1) 装置中的压力 （0.001~0.0001mmHg， (2) 冷却面到蒸发面的距离 (1~2cm) ， (3) 待蒸馏物层的厚度。
恒沸精馏和萃取精馏的比较
共同点: （１）都加入另一组分。 （２）使相对挥发度增大。 （３）计算过程所用的基本关系式都是物料衡算、热量衡算和相平衡关系。 不同点: （１）恒沸精馏塔形成恒沸物，从塔顶蒸出。 （２）萃取精馏不形成恒沸物，从塔釜离开。
蒸馏PPT教学课件
Ca(HCO3)2==CO2↑+H2O+CaCO3↓
4、喀斯特地貌发育的基本条件
１、岩石的可溶性： 最主要的可溶性岩石是碳酸盐类
岩石，如石灰岩、白云岩 ２、岩石的透水性 岩石空隙和裂隙的发育程度
３、水的溶蚀力： 水中所含的 二氧化碳、有机酸和无机酸 的数量（正相关）
４、水的流动性： （地表水和 地下水的流动性有取决于大 气降水、地面坡度以及岩石 裂隙的类型与连通性。）
贵州天星桥的特殊喀斯特地貌
神农架溶洞
西安溶洞
圈层相互作用案例分析 —剖析桂林“山水”的成因
1.喀斯特名称的来源和发展
喀斯特：原南斯拉夫西北部的一个石灰岩 高原的名称，那里发育着各种奇特的地貌。
19世纪末：欧洲学者借用该地名来称呼石 灰岩地区的地貌水文现象和景观。
现在：喀斯特成为世界各国通用的专门术 语。
亚热带气候利于生物生长和有机 质的积累,土壤和流水中有机酸含 量较高,水的溶蚀力强
喀斯特地貌是在一定的大气、气候和生物 条件下，水对岩石的溶蚀、侵蚀及淀积的 结果，在一定程度上反映了水、生物、岩 石、大气的相互作用。桂林山水是岩石圈、 水圈、大气圈、生物圈共同作用的结果。
第一单元 化学实验基本方法
二、基本实验操作方法 ——混合物的分离和提纯
分离和提纯有什么不同？
分离是通过适当的方法，把混合物中的 几种物质分开，分别得到纯净的物质．
提纯是通过适当的方法把混合物中的杂 质除去，以得到纯净物质．
常用的方法有：过滤、蒸发、蒸馏、萃取
方法 适用范围 过滤 从液体中分
离出不溶的 固体物质
喀斯特作 圈层 用条件 岩石的可 岩石 溶性 圈
大气 圈
自然 因素 岩石
气候
4、喀斯特地貌发育的基本条件
１、岩石的可溶性： 最主要的可溶性岩石是碳酸盐类
岩石，如石灰岩、白云岩 ２、岩石的透水性 岩石空隙和裂隙的发育程度
３、水的溶蚀力： 水中所含的 二氧化碳、有机酸和无机酸 的数量（正相关）
４、水的流动性： （地表水和 地下水的流动性有取决于大 气降水、地面坡度以及岩石 裂隙的类型与连通性。）
贵州天星桥的特殊喀斯特地貌
神农架溶洞
西安溶洞
圈层相互作用案例分析 —剖析桂林“山水”的成因
1.喀斯特名称的来源和发展
喀斯特：原南斯拉夫西北部的一个石灰岩 高原的名称，那里发育着各种奇特的地貌。
19世纪末：欧洲学者借用该地名来称呼石 灰岩地区的地貌水文现象和景观。
现在：喀斯特成为世界各国通用的专门术 语。
亚热带气候利于生物生长和有机 质的积累,土壤和流水中有机酸含 量较高,水的溶蚀力强
喀斯特地貌是在一定的大气、气候和生物 条件下，水对岩石的溶蚀、侵蚀及淀积的 结果，在一定程度上反映了水、生物、岩 石、大气的相互作用。桂林山水是岩石圈、 水圈、大气圈、生物圈共同作用的结果。
第一单元 化学实验基本方法
二、基本实验操作方法 ——混合物的分离和提纯
分离和提纯有什么不同？
分离是通过适当的方法，把混合物中的 几种物质分开，分别得到纯净的物质．
提纯是通过适当的方法把混合物中的杂 质除去，以得到纯净物质．
常用的方法有：过滤、蒸发、蒸馏、萃取
方法 适用范围 过滤 从液体中分
离出不溶的 固体物质
喀斯特作 圈层 用条件 岩石的可 岩石 溶性 圈
大气 圈
自然 因素 岩石
气候
高一化学蒸馏 PPT课件 图文
问题： 如何提取碘水中的碘？ 萃取 分液
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
实 验：用CCl4萃取碘水中的碘并分液
实验过程：
1. 检验分液漏斗活塞和上口 的玻璃塞是பைடு நூலகம்漏液
如何试漏？
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
实验过程
2. 把10毫升碘水和4毫升 CCl4加入分液漏斗中， 并盖好玻璃塞。
3. 倒转漏斗用力振荡，并 不时旋开活塞放气，最 后关闭活塞，把分液漏 斗放正。
问题：萃取之后用何方法将有机溶剂与溶
质进一步分离开来？ 蒸发？ 浪费溶剂且污染空气！ 蒸馏！
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
讨论
试管中盛有已分层的有机溶剂和水的混 合液，但不知道哪一层液体是“油层”。试 设计一种简便的判断方法。
方案：
1. 用滴管再加一滴水。 2. 加入较多量水
/ 齐鲁学子青春国学荟——官方网站
实验过程
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
4. 把分液漏斗放在铁架台 的铁圈中，静置，分层。
5. 将漏斗上口的玻璃塞打 开(或使塞上的凹槽或小 孔对准漏斗口上的小孔)。
实验过程
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
6. 旋开活塞，用烧怀接 收溶液
7. 将分液漏斗上口倒出 上层水溶液
讨 论：
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
碘易溶于酒精，能否用酒精将碘水 中的碘萃取出来？
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
萃取剂的选择
与原溶剂互不相溶 溶质在萃取剂中的溶解度较大 溶质与萃取剂不发生反应
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
主要仪器和装置：
分液漏斗 铁架台(附铁圈) 烧杯
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
实 验：用CCl4萃取碘水中的碘并分液
实验过程：
1. 检验分液漏斗活塞和上口 的玻璃塞是பைடு நூலகம்漏液
如何试漏？
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
实验过程
2. 把10毫升碘水和4毫升 CCl4加入分液漏斗中， 并盖好玻璃塞。
3. 倒转漏斗用力振荡，并 不时旋开活塞放气，最 后关闭活塞，把分液漏 斗放正。
问题：萃取之后用何方法将有机溶剂与溶
质进一步分离开来？ 蒸发？ 浪费溶剂且污染空气！ 蒸馏！
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
讨论
试管中盛有已分层的有机溶剂和水的混 合液，但不知道哪一层液体是“油层”。试 设计一种简便的判断方法。
方案：
1. 用滴管再加一滴水。 2. 加入较多量水
/ 齐鲁学子青春国学荟——官方网站
实验过程
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
4. 把分液漏斗放在铁架台 的铁圈中，静置，分层。
5. 将漏斗上口的玻璃塞打 开(或使塞上的凹槽或小 孔对准漏斗口上的小孔)。
实验过程
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
6. 旋开活塞，用烧怀接 收溶液
7. 将分液漏斗上口倒出 上层水溶液
讨 论：
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
碘易溶于酒精，能否用酒精将碘水 中的碘萃取出来？
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
萃取剂的选择
与原溶剂互不相溶 溶质在萃取剂中的溶解度较大 溶质与萃取剂不发生反应
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
主要仪器和装置：
分液漏斗 铁架台(附铁圈) 烧杯
化学实验基本方法 —— 萃取和分液
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平衡蒸馏又称闪蒸，是一连续、稳 态的单级蒸馏过程。其流程如图所 示
17.11.2020
.
9
原料液通过加热器升温（未沸腾），在通过节流阀后因压 强突然下降，液体过热，于是发生自蒸发，最终产生相互平 衡的气、液两相。气相中易挥发组分浓度较高，与之呈平衡 的液相中易挥发组分浓度较低，在分离器内气、液两相分离 后，气相经冷凝成为顶部液态产品，液相则作为底部产品。
y x
重点
1( 1)x
在一定温度范围内， α可近似为常数。α值的大小反映了混合
液分离的难易程度。若α=1，则表明这种混合液不能用普通方 法分离。 α越大, 分离越容易。
3 两组分理想溶液的气液平衡相图
蒸馏中常用的相图有恒压下的温度-组成图和气液平衡相图。 1）温度-组成图（t-x-y图）
蒸馏通常在一定外压下进行，溶液的温度随组成而变，故恒 压下的温度组成图（t-x-y图）对蒸馏过程的分析具有重要意 义。
平衡蒸馏的特点：稳定连续过程，生产能力大，但也不 能得到高纯度产物。常用于粗略分离物料，在石油炼制及石 油裂解分离的过程中常使用多组分溶液的平衡蒸馏。
1.3.2 简单蒸馏
简单蒸馏又称为微分蒸馏，瑞利1902年提出了该过程的数学 描述方法，故该蒸馏又称之为瑞利蒸馏。其流程如图所示。
17.11.2020
分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，
属传质过程控制。其精馏塔如图所示。原料从塔中部适当位置
进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料
板为提馏段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供
气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。在精馏段,气相在上
升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，
17.11.2020
.
11
1.4 精馏原理和流程
1.4.1 精馏过程原理和条件
多次部分汽化、多次的部分冷凝（精馏的原理）
利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的
回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系
的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转
移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断
蒸馏操作的依据：混合液中各组分挥发度的不同。
简单蒸馏
蒸馏
平衡蒸馏 精馏
特殊精馏
蒸馏
常压蒸馏 加压蒸馏 减压蒸馏
双组分蒸馏 蒸馏 多组分蒸馏
17.11.2020
.
2
1.2 两组分溶液的气液平衡
1.2.1 两组分理想物系的气液平衡 1 相律 研究相平衡的基本规律。相律 表示平衡物系中的自由
度数、相数及独立组分数的关系
PpApB P A 0xAP B 0(1xA)
x P P A P P 17.11.2020
0
B
0
0
A
B
yA
.
pA P
P
0 A
x
A
P
4
2）用相对挥发度表示的气液平衡关系
蒸馏的依据是混合液中各组分挥发度的不同。在一定条件下纯
组分的挥发度由该组分在给定条件下的饱和蒸气压表示。在混
合溶液中，由于各组分的相互影响，某一组分的饱和蒸气压比
第一章 蒸馏
本章重点：二组分连续精馏塔的计算
17.11.2020
.
1
1.1 概述
蒸馏是分离液体混合物重要单元操作之一。其原理是利用 混合液中各组分在热能驱动下，具有不同的挥发能力，使得 各组分在气液两相中的组成之比发生改变，即易挥发组分 （轻组分）在气相中增浓，难挥发组分（重组分）在液相中 得到浓缩。
FcP2 2 ---外界影响因素温度，压力
其 中 F 为 自 由 度 数 ， c 为 组 分 数 ， P 为 相 数
对于双组分物系的气液平衡:
c = 2 P = 2 所 以 F = 2
x, y,t, p 四个变量中，任意规定两个，可确定平衡物系的 状态。若再固定某个变量，则只有一个独立变量
17.11.2020
.
3
2 两组分理想物系的气液平衡函数关系
理想物系是指液相为理想溶液，气相为理想气体且服从 道尔顿分压定律的物系。
理想溶液：全部浓度范围内服从拉乌尔定律
1）用饱和蒸气压计算气液平衡关系
根据拉乌尔定律，平衡时理想pA溶pA液xA 上方的分压为：
A 组 分 分 压 p A P A 0 x A
B 组 分 分 压 p B P B 0 x B
其单独存在时低，故其挥发度用它在气相中的分压与其液相中
摩尔分率的比表示 。
vA
pA xA
vB
=
pB xB
习惯上将易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比
称为相对挥发度，以
表示 。
=v = p / x A
AA
vB pB / xB
17.11.2020
.
5
用相对挥发度表示的易挥发组分A的气液相平衡方程式
.
10
简单蒸馏是分批加入原料，进 行间歇操作。蒸馏过程中不断 从塔顶采出产品。在蒸馏过程 中釜内液体中的轻组分浓度不 断下降，相应的蒸汽中轻组分 浓度也随之降低。因此，馏出 液通常是按不同组成范围收集 的。最终将釜液一次排出。所 以简单蒸馏是一个不稳定过程。
简单蒸馏只能适用于沸点相差较大而分离要求不高的场合， 或者作为初步加工，粗略地分离混合物，例如原油或煤油 的初馏。
在17.塔11.2顶020获轻组分产品。
.
12
在提馏段，其液相在下降的过程中，其 轻组分不断地提馏出来，使重组分在液 相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分 的产品 。
精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别， 是在塔两端同时提供纯度较高的液相和 气相回流，为精馏过程提供了传质的必 要条件。提供高纯度的回流，使在相同 理论板的条件下，为精馏实现高纯度的 分离时，始终能保证一定的传质推动力。 所以，只要理论板足够多，回流足够大 时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产 品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。
17.11.2020
.
13
17.11.2020
.
14
蒸馏操作的作用：分离均相液体混合物。 精馏的原理：多次的部分冷凝，多次的部分汽化。 精馏的必要条件：回流液的逐板下降，蒸汽的逐板 上 升。 精馏的实质：气液两相传质、传热，双向扩散。 设置精馏段的目的：除去蒸汽中的重组分。 设置提馏段的目的：脱除液相中的轻组分。 精馏塔的塔顶几乎是纯的轻组分，温度低（压力低）。 精馏塔的塔底几乎是纯的重组分，温度高（压力高）。
17.11.2020
.
6
总压对t-x-y关系的影响较大，但对y-x关系的影响较小。故当 总压变化不大时，总压对y-x关系的影响可以忽略不计，但对tx-y的影响则不能忽略。
17.11.2020
.
7
1.2.2 两组分非理想物系的 平衡蒸馏和简单蒸馏
1.3.1 平衡蒸馏
17.11.2020
.
9
原料液通过加热器升温（未沸腾），在通过节流阀后因压 强突然下降，液体过热，于是发生自蒸发，最终产生相互平 衡的气、液两相。气相中易挥发组分浓度较高，与之呈平衡 的液相中易挥发组分浓度较低，在分离器内气、液两相分离 后，气相经冷凝成为顶部液态产品，液相则作为底部产品。
y x
重点
1( 1)x
在一定温度范围内， α可近似为常数。α值的大小反映了混合
液分离的难易程度。若α=1，则表明这种混合液不能用普通方 法分离。 α越大, 分离越容易。
3 两组分理想溶液的气液平衡相图
蒸馏中常用的相图有恒压下的温度-组成图和气液平衡相图。 1）温度-组成图（t-x-y图）
蒸馏通常在一定外压下进行，溶液的温度随组成而变，故恒 压下的温度组成图（t-x-y图）对蒸馏过程的分析具有重要意 义。
平衡蒸馏的特点：稳定连续过程，生产能力大，但也不 能得到高纯度产物。常用于粗略分离物料，在石油炼制及石 油裂解分离的过程中常使用多组分溶液的平衡蒸馏。
1.3.2 简单蒸馏
简单蒸馏又称为微分蒸馏，瑞利1902年提出了该过程的数学 描述方法，故该蒸馏又称之为瑞利蒸馏。其流程如图所示。
17.11.2020
分离，称该过程为精馏。该过程中，传热、传质过程同时进行，
属传质过程控制。其精馏塔如图所示。原料从塔中部适当位置
进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料
板为提馏段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供
气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。在精馏段,气相在上
升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，
17.11.2020
.
11
1.4 精馏原理和流程
1.4.1 精馏过程原理和条件
多次部分汽化、多次的部分冷凝（精馏的原理）
利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的
回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系
的约束下，使得易挥发组分（轻组分）不断从液相往气相中转
移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断
蒸馏操作的依据：混合液中各组分挥发度的不同。
简单蒸馏
蒸馏
平衡蒸馏 精馏
特殊精馏
蒸馏
常压蒸馏 加压蒸馏 减压蒸馏
双组分蒸馏 蒸馏 多组分蒸馏
17.11.2020
.
2
1.2 两组分溶液的气液平衡
1.2.1 两组分理想物系的气液平衡 1 相律 研究相平衡的基本规律。相律 表示平衡物系中的自由
度数、相数及独立组分数的关系
PpApB P A 0xAP B 0(1xA)
x P P A P P 17.11.2020
0
B
0
0
A
B
yA
.
pA P
P
0 A
x
A
P
4
2）用相对挥发度表示的气液平衡关系
蒸馏的依据是混合液中各组分挥发度的不同。在一定条件下纯
组分的挥发度由该组分在给定条件下的饱和蒸气压表示。在混
合溶液中，由于各组分的相互影响，某一组分的饱和蒸气压比
第一章 蒸馏
本章重点：二组分连续精馏塔的计算
17.11.2020
.
1
1.1 概述
蒸馏是分离液体混合物重要单元操作之一。其原理是利用 混合液中各组分在热能驱动下，具有不同的挥发能力，使得 各组分在气液两相中的组成之比发生改变，即易挥发组分 （轻组分）在气相中增浓，难挥发组分（重组分）在液相中 得到浓缩。
FcP2 2 ---外界影响因素温度，压力
其 中 F 为 自 由 度 数 ， c 为 组 分 数 ， P 为 相 数
对于双组分物系的气液平衡:
c = 2 P = 2 所 以 F = 2
x, y,t, p 四个变量中，任意规定两个，可确定平衡物系的 状态。若再固定某个变量，则只有一个独立变量
17.11.2020
.
3
2 两组分理想物系的气液平衡函数关系
理想物系是指液相为理想溶液，气相为理想气体且服从 道尔顿分压定律的物系。
理想溶液：全部浓度范围内服从拉乌尔定律
1）用饱和蒸气压计算气液平衡关系
根据拉乌尔定律，平衡时理想pA溶pA液xA 上方的分压为：
A 组 分 分 压 p A P A 0 x A
B 组 分 分 压 p B P B 0 x B
其单独存在时低，故其挥发度用它在气相中的分压与其液相中
摩尔分率的比表示 。
vA
pA xA
vB
=
pB xB
习惯上将易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比
称为相对挥发度，以
表示 。
=v = p / x A
AA
vB pB / xB
17.11.2020
.
5
用相对挥发度表示的易挥发组分A的气液相平衡方程式
.
10
简单蒸馏是分批加入原料，进 行间歇操作。蒸馏过程中不断 从塔顶采出产品。在蒸馏过程 中釜内液体中的轻组分浓度不 断下降，相应的蒸汽中轻组分 浓度也随之降低。因此，馏出 液通常是按不同组成范围收集 的。最终将釜液一次排出。所 以简单蒸馏是一个不稳定过程。
简单蒸馏只能适用于沸点相差较大而分离要求不高的场合， 或者作为初步加工，粗略地分离混合物，例如原油或煤油 的初馏。
在17.塔11.2顶020获轻组分产品。
.
12
在提馏段，其液相在下降的过程中，其 轻组分不断地提馏出来，使重组分在液 相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分 的产品 。
精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别， 是在塔两端同时提供纯度较高的液相和 气相回流，为精馏过程提供了传质的必 要条件。提供高纯度的回流，使在相同 理论板的条件下，为精馏实现高纯度的 分离时，始终能保证一定的传质推动力。 所以，只要理论板足够多，回流足够大 时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产 品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。
17.11.2020
.
13
17.11.2020
.
14
蒸馏操作的作用：分离均相液体混合物。 精馏的原理：多次的部分冷凝，多次的部分汽化。 精馏的必要条件：回流液的逐板下降，蒸汽的逐板 上 升。 精馏的实质：气液两相传质、传热，双向扩散。 设置精馏段的目的：除去蒸汽中的重组分。 设置提馏段的目的：脱除液相中的轻组分。 精馏塔的塔顶几乎是纯的轻组分，温度低（压力低）。 精馏塔的塔底几乎是纯的重组分，温度高（压力高）。
17.11.2020
.
6
总压对t-x-y关系的影响较大，但对y-x关系的影响较小。故当 总压变化不大时，总压对y-x关系的影响可以忽略不计，但对tx-y的影响则不能忽略。
17.11.2020
.
7
1.2.2 两组分非理想物系的 平衡蒸馏和简单蒸馏
1.3.1 平衡蒸馏