液体精馏优秀课件
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精馏优秀课件
25
1. 连续精馏操作流程
2. 间歇精馏操作流程
26
3. 精馏塔旳操作情况
tn-1
塔板上: yn+1<xn-1, tn+1>tn-1 两者互不平衡
即:存在温度差和浓度差
tn+1
成果:传质和传热
yn >xn
理论(理想)板
若： ① 气液两相接触时间足够长
② 板上混合足够均匀
即:
则：离开第n块板时旳汽-液二相 构成构成平衡关系
3. 塔釜产品屡次部分汽化
t1
t1
t1’
t1'
t2’
t
' 2
操作流程
操作在相图上旳反应
成果:对初级混合液部分汽化后得到旳液相在塔底经屡次部分汽化 20 最终可得液相浓度为x2`（较低）旳塔底产品构成。
4. 过程进行旳必要条件及存在问题讨论 ① 由2、3可知：欲使混合液得到有效分离，必须同步分别对 塔顶汽相和塔釜液相进行屡次部分泠凝和屡次部分汽化。
双组分 —— 要点讨论 多组分 —— 简要简介
蒸馏操作实例：石油炼制中使用旳 250 万吨常减压装置幻灯片 5 5
§6.1 双组分溶液旳汽-液相平衡
汽液相平衡是分析精馏原理和进行设备计算旳理论基础，过程 以两相到达平衡为极限。
§6.1.1 溶液旳蒸汽压和拉乌尔定律（Raoult’s law）
一. 纯组分饱和蒸汽压 在密闭容器内，在一定温度下，纯组分液体旳汽液两相到达平 衡状态，称为饱和状态，其蒸汽为饱和蒸汽，其压力为饱和蒸 汽压。
16
泡点线
0
xA xf
yA 1.0
x(y)
§ 6.3.2 精馏原理和流程
精馏流程(熟悉有关旳概念)
1. 连续精馏操作流程
2. 间歇精馏操作流程
26
3. 精馏塔旳操作情况
tn-1
塔板上: yn+1<xn-1, tn+1>tn-1 两者互不平衡
即:存在温度差和浓度差
tn+1
成果:传质和传热
yn >xn
理论(理想)板
若： ① 气液两相接触时间足够长
② 板上混合足够均匀
即:
则：离开第n块板时旳汽-液二相 构成构成平衡关系
3. 塔釜产品屡次部分汽化
t1
t1
t1’
t1'
t2’
t
' 2
操作流程
操作在相图上旳反应
成果:对初级混合液部分汽化后得到旳液相在塔底经屡次部分汽化 20 最终可得液相浓度为x2`（较低）旳塔底产品构成。
4. 过程进行旳必要条件及存在问题讨论 ① 由2、3可知：欲使混合液得到有效分离，必须同步分别对 塔顶汽相和塔釜液相进行屡次部分泠凝和屡次部分汽化。
双组分 —— 要点讨论 多组分 —— 简要简介
蒸馏操作实例：石油炼制中使用旳 250 万吨常减压装置幻灯片 5 5
§6.1 双组分溶液旳汽-液相平衡
汽液相平衡是分析精馏原理和进行设备计算旳理论基础，过程 以两相到达平衡为极限。
§6.1.1 溶液旳蒸汽压和拉乌尔定律（Raoult’s law）
一. 纯组分饱和蒸汽压 在密闭容器内，在一定温度下，纯组分液体旳汽液两相到达平 衡状态，称为饱和状态，其蒸汽为饱和蒸汽，其压力为饱和蒸 汽压。
16
泡点线
0
xA xf
yA 1.0
x(y)
§ 6.3.2 精馏原理和流程
精馏流程(熟悉有关旳概念)
精馏培训讲义PPT课件
精馏培训讲义
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
目录
• 精馏技术简介 • 精馏流程与设备 • 精馏操作与控制 • 精馏分离效率与能耗分析 • 精馏安全与环保 • 精馏案例分析与实践
01 精馏技术简介
精馏的定义与原理
精馏的定义
精馏是一种利用混合物中各组分 挥发度的不同，通过加热、冷凝 、分馏等操作将液体混合物进行 分离的物理过程。
回收率
表示实际产品中目标组分 的比例，数值越高，目标 组分的回收效果越好。
热力学效率
反映精馏过程热力学有效 性的指标，数值越高，热 力学效率越高。
能耗分析的方法与意义
能耗分析方法
通过测量和计算精馏过程中的各种能 耗，如加热、冷却、压缩等，分析能 耗的分布和影响因素。
能耗分析意义
有助于优化精馏过程，降低能耗，提 高经济效益和环境可持续性。
精馏设备中的搅拌器、 泵等机械设备可能导致 夹击、割伤等事故。应 保持设备清洁，定期维 护保养，确保安全防护 装置完好。
精馏区域可能存在电气 安全隐患，如潮湿、腐 蚀等。应采用防爆、防 水等电气设备和电缆， 定期检查电气线路和设 备。
精馏过程的环保要求与处理方法
01 总结词
02 废气处理
03 废水处理
填料
填充在塔体内，增加接触面积 ，促进传热和传质。
塔板
设置在塔体内，形成不同的汽 液分离区域。
进料口和出料口
控制原料和产品的进入和流出 。
辅助设备
热源
提供加热所需的热量。
冷源
用于冷却回流液和产品。
泵
输送原料和产品。
仪表
监测温度、压力等参数。
精馏流程的优化与改进
控制进料速度和温度
调整进料速度和温度，提高分离效果。
04 噪声控制
济南大学化学化工学院化工原理课件第9章 液体精馏(5)
(1 q )F
V V (1 q)F
L L qF
L
F
V
F L V V L
F L V V L qF
qF
L L qF
L
V
V V (1 q)F
2019/1/30 第 9 章 液体精馏 12
9.4 精馏 9.4.1 精馏操作过程
精馏的目的：为满足高纯度分离的要求。 操作方式
y1 x D
y1
V
L 1
xD
L
L
xD
D
y i 1
i
yi xi
xi 1
F , xF
N
W
xw
2019/1/30 第 9 章 液体精馏 1
精馏高纯度分离的原理： 在每块塔板上汽、液两相之间发生传热和传质。汽相混合物在塔内上升的 过程中重组分逐渐冷凝进入液相，液相混合物在塔内下降的过程中轻组分逐 渐汽化进入汽相。是上升汽相发生多次冷凝、下降液相多次汽化的过程。上 升汽相混合物中轻组分的浓度逐渐增加，下降液相混合物中重组分的浓度逐 渐增加。故塔顶得到高纯度的轻组分产物，故塔底得到高纯度的重组分产物。
y1
V
L 1
xD
L
L
xD
D
V ( y1 yi ) L( xD xi 1 )
V ( xD yi ) L( xD xi 1 )
x D yi L V x D x i 1
y i 1
i
yi xi
xi 1
F , xF
N
y A,i x A,i 1
2019/1/30
2019/1/30 第 9 章 液体精馏 4
9.4.2 精馏过程的数学描述
化工原理-9章液体精馏-课件PPT
27
两相区特点：当两相温度相同时 y > x 当组成相同，t露点>t泡点
t/C
在总压一定的条件下，将组成为 xf
的溶液加热至该溶液的泡点 TA，产
2
9.1 概 述
工业乙醇的蒸馏（有机化学实验）
3
思考：混合物的分类？ 均相混物：物系内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的
混合物。 化工生产过程中所遇到的物料有许多是两个或两个以上 组分的均相混合物。
如：石油、空气、粗甲醇
4
蒸馏操作在工业生产中的应用
5
世界六大蒸馏酒的制备 白兰地(Brandy)、威士忌(Whisky)、伏特加(Vodka)、
N ——组分数 φ ——相数
一定压力下: 组成xA(yA)与温度t存在一一对应关系； 气液组成之间xA~yA存在一一对应关系。
21
二、 拉乌尔定律（ Raoult’s Law）
法国物理学家拉乌尔在1887年研究含有非挥发性溶质的 稀溶液的行为时发现的，可表述为：“在某一温度下，稀溶 液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数”。
填料塔
规整填料 塑料丝网波纹填料
散装填料 塑料鲍尔环填料
19
9.2 双组分溶液的气液相平衡
9.2.1 双组分理想物系的气液相平衡
理想物系：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。
理想液体：没有黏性、不可压缩的液体。 理想气体：严格遵从气体状态方程的气体 。 道尔顿分压定律：理想气体混合物的总压力为各组元
原料液 加热器 减压阀 Q
塔顶产品
yA
闪 蒸 罐 xA
特点：闪蒸是连续、稳定的单级蒸 馏程，生产能力大，不能得 到高纯产物，常用于只需粗 略分离的物料。
两相区特点：当两相温度相同时 y > x 当组成相同，t露点>t泡点
t/C
在总压一定的条件下，将组成为 xf
的溶液加热至该溶液的泡点 TA，产
2
9.1 概 述
工业乙醇的蒸馏（有机化学实验）
3
思考：混合物的分类？ 均相混物：物系内部各处物料性质均匀而且不存在相界面的
混合物。 化工生产过程中所遇到的物料有许多是两个或两个以上 组分的均相混合物。
如：石油、空气、粗甲醇
4
蒸馏操作在工业生产中的应用
5
世界六大蒸馏酒的制备 白兰地(Brandy)、威士忌(Whisky)、伏特加(Vodka)、
N ——组分数 φ ——相数
一定压力下: 组成xA(yA)与温度t存在一一对应关系； 气液组成之间xA~yA存在一一对应关系。
21
二、 拉乌尔定律（ Raoult’s Law）
法国物理学家拉乌尔在1887年研究含有非挥发性溶质的 稀溶液的行为时发现的，可表述为：“在某一温度下，稀溶 液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数”。
填料塔
规整填料 塑料丝网波纹填料
散装填料 塑料鲍尔环填料
19
9.2 双组分溶液的气液相平衡
9.2.1 双组分理想物系的气液相平衡
理想物系：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。
理想液体：没有黏性、不可压缩的液体。 理想气体：严格遵从气体状态方程的气体 。 道尔顿分压定律：理想气体混合物的总压力为各组元
原料液 加热器 减压阀 Q
塔顶产品
yA
闪 蒸 罐 xA
特点：闪蒸是连续、稳定的单级蒸 馏程，生产能力大，不能得 到高纯产物，常用于只需粗 略分离的物料。
化工原理精馏PPT课件全
用饱和蒸气压表示的气液平衡关系
2）用相对挥发度表示 ☆挥发度定义
某组分在气相中的平衡分压与该组分在液相中
的摩尔分率之比
挥发度意义
vi
pi xi
某组分由液相挥发到气相中的趋势，是该组分 挥发性大小的标志
双组分理想溶液
vA
pA xA
pAo xA xA
pAo
vB
pB xB
pBo xB xB
pBo
☆相对挥发度定义
pA pyA
pB pyB p(1 yA )
p
o A
xA
pyA
yA
p
o A
xA
p
pBo xB pyB
yB
pBo xB p
yA
p
o A
x
A
p
xA
p pBo pAo pBo
yA
pAo p
p pBo pAo pBo
xA
p pBo pAo pBo
,
yA
pAo p
p pBo pAo pBo
解 (1)利用拉乌尔定律计算气液平衡数据
xA
p pBo pAo pBo
yA
p
o A
x
A
p
t/℃ x y
80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.8 1.000 0.822 0.639 0.508 0.376 0.256 0.155 0.058 0.000 1.000 0.922 0.819 0.720 0.595 0.453 0.305 0.127 0.000
xF，y，x---原料液、气相、液相产品的组成，摩尔分数
y
1
F D
x
《化工原理精馏》课件
精馏流程图
• 流程图：精馏流程图展示了精馏 操作的全过程，包括原料的预处 理、加热、蒸发、冷凝、回流等 步骤。通过流程图可以直观地了 解精馏操作的过程和原理，有助 于更好地理解和掌握精馏技术。
02 精馏塔设备
精馏塔类型
板式塔
塔内装有多层塔板，液体在塔板上完成汽化与回流，实现分 离。
填料塔
塔内装有填料，液体沿填料表面流下，与上升气体进行接触 传质。
低温余热利用
利用低温余热驱动精馏过程，减少对新鲜能源的依赖 。
废气处理技术
采用吸附、吸收、催化燃烧等方法处理废气，降低污 染物排放。
新型精馏技术
分子蒸馏
利用高蒸气压下分子间的平均自由程大于蒸馏 器结构尺寸的特点，实现高效分离。
反应精馏
在精馏过程中进行化学反应，实现产物的高效 分离和转化。
膜分离技术
据具体工艺要求进行选择和控制。
苯精馏案例
总结词
苯精馏是石油化工中重要的分离过程，其工 艺流程和操作条件较为复杂。
详细描述
苯精馏的目的是从石油裂解气中分离高纯度 的苯产品。原料经过预处理后进入精馏塔， 在塔内通过多次汽化和冷凝操作，将苯与其 他组分分离。操作过程中需严格控制温度、 压力、进料位置和回流比等参数，以保证苯 产品的质量和收率。
精馏操作优化
04
操作参数优化
01
塔板数优化
根据物料性质和分离要求，合理选择塔板数，以提高分 离效率和产品质量。
02
进料位置优化
通过调整进料位置，改善物料在塔内的分布，提高传热 和传质效率。
03
回流比优化
根据操作条件和分离要求，合理调整回流比，以平衡能 耗和分离效果。
节能减排技术
热集成精馏
化工原理 液体精馏A.ppt
服从道尔顿分 压定律
pA PyA pB PyB
1理想物系 液体为理想溶液
服从Raoult 定律
pA
p
0 A
x
A
pB pB0 xB
2 相律
F=c-p+2
T,P
＝2－2＋2＝2
yA yB
约束关系 xA+xB=1 yA+yB=1
xA xB
独立变量为t,P, xA, yA P,y(x)一定， x=f(t) t,P一定， x=f(y)
log po A B tc
xA
p pBo PAo PBo
xA
P fB (t) f A (t) fB (t)
（3）y~t（露点）关系式
指定用上述方法求出后用道尔顿分压定律求，
即
yA
p
o A
xA
p
yA
pAo P
P PB0 PA0 PB0
f (t)
log po A B tc
应用
a式
vB pB / xB yB / xB xA / xB x /(1 x)
αAB>1, A的挥发能力大于B的挥发能力 A－轻组分，易挥发组分 B－重组分，难挥发
组分 αAB<1, B的挥发能力大于A的挥发能力
相平衡方程
y x 1 ( 1)x
x
y
( 1) y
（2)若液相为理想溶液
拉乌尔定律
vA vB
➢ 除上述情况外以外一般用常压精馏。
7.2 双组分溶液的气、液相平衡
蒸馏操作是汽液两相间的传质过程 汽液两相达到平衡状态是传质过程的极限 汽液平衡关系是分析精馏原理、解决精馏 计算的基础。
7.2.1理想物系的气液相平衡 7.2.2非理想物系的气液相平衡
蒸馏(液体精馏)授课课件
② 若已知 xA 、yA 则可求 t露（试差）
③ 若令： P0A K P外
可得
式中：K = f（t）非直线关系
yA k xA
§1-2 挥发度与相对挥发度 1. 定义 挥发度(volatility)— 溶液中某组分的挥发度等于其汽相中分压PA与平衡时液
相中摩尔分率x之比。即： υ = P/x
于是：① A PA
E
Gi
RT
G
E
RT
ni
P~
V V mi dp
0
RT
T .P.Nj ( ji)
~E
式中：G —— 过剩自由焓的偏摩尔量
~
V i —— i组分实际的偏摩尔体积
V mi —— i组分在标准状态的摩尔体积
2. 相对挥发度α —— 溶液中同温度下二组分的挥发度之比
即：
12
1 2
于是：① 对于A、B双组分溶液：
1
xB
或
xA
P外 P0A
f f
B (t) B (t)
式中：t —— 泡点温度。即大量液相中出现第一个气泡所对应的温度。
B. 纯组分饱和蒸汽压P0与温度的关系 —— 安托因（Antoine）经验公式
log P0 A B tC
A、B、C为常数，可由“汽液性质”手册查阅
C. 汽相组成与温度的关系（露点方程） 露点：大量蒸汽中出现第一个液滴时所对应的汽相温度。
f c n
n —— 影响体系状态的外界条件个数 c —— 体系中组分数 Φ —— 体系中相数 特殊地：① 对大多数体系，影响体系的外界条件主要是温度和压力二因素，故 n = 2
② 对于二元组分的气-液平衡体系： c = 2 Φ = 2, 故 f = n = 2 即体系的状态只受温度和压力二外部条件的影响
③ 若令： P0A K P外
可得
式中：K = f（t）非直线关系
yA k xA
§1-2 挥发度与相对挥发度 1. 定义 挥发度(volatility)— 溶液中某组分的挥发度等于其汽相中分压PA与平衡时液
相中摩尔分率x之比。即： υ = P/x
于是：① A PA
E
Gi
RT
G
E
RT
ni
P~
V V mi dp
0
RT
T .P.Nj ( ji)
~E
式中：G —— 过剩自由焓的偏摩尔量
~
V i —— i组分实际的偏摩尔体积
V mi —— i组分在标准状态的摩尔体积
2. 相对挥发度α —— 溶液中同温度下二组分的挥发度之比
即：
12
1 2
于是：① 对于A、B双组分溶液：
1
xB
或
xA
P外 P0A
f f
B (t) B (t)
式中：t —— 泡点温度。即大量液相中出现第一个气泡所对应的温度。
B. 纯组分饱和蒸汽压P0与温度的关系 —— 安托因（Antoine）经验公式
log P0 A B tC
A、B、C为常数，可由“汽液性质”手册查阅
C. 汽相组成与温度的关系（露点方程） 露点：大量蒸汽中出现第一个液滴时所对应的汽相温度。
f c n
n —— 影响体系状态的外界条件个数 c —— 体系中组分数 Φ —— 体系中相数 特殊地：① 对大多数体系，影响体系的外界条件主要是温度和压力二因素，故 n = 2
② 对于二元组分的气-液平衡体系： c = 2 Φ = 2, 故 f = n = 2 即体系的状态只受温度和压力二外部条件的影响
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②两线：t~x线为泡点线，泡点与组成有关；t~y线为 露点线，露点与组成y有关。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（4)y~t(或y)关系式
③ 3区:t~x线以下为过冷液体区；t~y线以上为过热蒸汽区；在 t~x与t~y线之间的区域为气液共存区，在此区域内气液组成y与x 是成平衡关系，气液两相的量符合杠杆定律。只有设法使体系 落在汽液共存区这才能实现一定程度的分离。例如将组成为的 过冷溶液加热至C点，产生第1滴气泡，故C点所对应的温度称为
ppApB
pAoxApBo(1x) x ppBo
PAo PBo
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（2）x~t（泡点）关系式
纯组分的蒸汽压与温度的关系式可用安托因方程表 示，即
logpo A B t c
故与的关系为非线性关系，已知求用上式很方便， 但是已知求泡点要用试差法（迭代法）求。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
相平衡方程
y x 1( 1)x
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（6）相对挥发度 和相平衡方程
此式表示互成平衡的气液两相组成间的关系，称为相平衡方
程。如能得知值，便可算出气液两相平衡时易挥发组分浓度
y～x的对应关系。
对理想溶液，将拉乌尔定律带入的定义式可得
A B
pA/xA pB/xB
P PBA00
液体精馏课件
9.1蒸馏概述
本章讨论分离均相液体混合物最常用最重要的方法—液体蒸馏
及精馏。要注意蒸馏及精馏的区别。 ⑴蒸馏及精馏的分离依据 ⑵工业蒸馏过程 ⑶讨论几个问题 ⑷精馏操作的费用和操作压强
9.1蒸馏概述
⑴蒸馏及精馏的分离依据
液体均具有挥发成蒸汽的能力，但各种液体的挥发性个不相同。习惯上，
将液体混合物中的易挥发组分A称为轻组分，难挥发组分B则称为重组分。
将液体混合物加热至泡点以上沸腾使之部分汽化必有yA>xA；反之将混合蒸
汽冷却到露点以下使之部分冷凝必有xB>yB。上述两种情况所得到的气液组
成均满足:
yA xA yB xB
部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离，它们均是籍
泡 相组点成，为气y泡(F组点成)，为液y1，相维组持成加为热x(E升点温)，至yG>点xF，，溶x<液xF部，分故汽原化料，液得气 到部分分离，x与y成平衡关系，G点所对应的温度为气液相的平
衡浓度；反之将组成为yF的过热混合气体冷却至D点，第1滴冷凝 液出现，D点所对应的温度为露点，继续冷却至G点气相部分冷 凝，液相组成为x，气相组成为y，x<yF，y>yF，故部分冷凝亦可 实现一定程度的分离。要实现高纯度分离必须采用多次部分汽 化和多次部分冷凝，这个过程在工业生产上是如何实现的呢？
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（6）相对挥发度 和相平衡方程
纯组分的饱和蒸汽压p0只能反映纯液体挥发性的大小。某 组分与其它组分组成溶液后其挥发性将受其它组分的影响。溶 液中各个组分的挥发性大小应该怎样表达才符合实际情况呢？ 对了，要用各组分的平衡蒸汽分压与其液相的摩尔分数的比值，
即挥发度 表示。
（3）y~t（露点）关系式
指定用上述方法求出后用道尔顿分压定律求，即
yA
p Ao x p
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（4）y~t（或y）关系式
将用上述方法求出的的数据画在同一张图上，就得 到下图。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
(4)t~x（或y）关系式
①两端点A与B.端点A代表纯易挥发A组分(x=1)，端点B 代表纯难挥发B组分（x=0 ）。tA,沸点tB,沸点。
挥发度
Aห้องสมุดไป่ตู้
pA xA
B
pB xB
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（6）相对挥发度 和相平衡方程
在蒸馏中表示分离难易程度要用两组分挥发度之比，称为相
对挥发度
A p A /x A y A /x A y A /y B y /1 ( y ) B p B /x B y B /x B x A /x B x /1 ( x )
混合物中各组分挥发性的差异而达到分离的目的，这就是蒸馏及精馏分离
的依据。
9.1蒸馏概述
⑵工业蒸馏过程
①平衡蒸馏（闪蒸） 平衡蒸馏又称闪蒸，系连续定态过程，其流程如下图。
9.1蒸馏概述
⑵工业蒸馏过程
②简单蒸馏 简单蒸馏为间歇操作过程，其流程如下图。
9.1蒸馏概述
⑶讨论几个问题
①平衡蒸馏及简单蒸馏产生的汽液相其组成服从什么关系？此 外，蒸馏时各股物料和各组分还应满足另一种关系，是什么 关系？
②平衡蒸馏和简单蒸馏能否实现高纯度的分离，为什么？ ③如何蒸馏可得到高纯度的产品？ ④能否利用多次平衡蒸馏或多次简单蒸馏实现高纯度分离？为
什么？ ⑤工业上如何利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理实现连
续的高纯度分离，而流程又不太复杂呢？
9.1蒸馏概述
⑷精馏操作的费用和操作压强
蒸馏和精馏都是通过气化、冷凝达到分离提浓的目的的。液体 加热气化需要耗热，气相冷凝则需要提供冷却量，因此，蒸馏和精 馏都是能耗很高的单元操作，采用何种措施达到节能降耗是精馏过 程研究的重要任务。此外，蒸馏过程中的液体沸腾温度和蒸汽冷凝 温度均与操作压强有关，故工业蒸馏的操作压强应进行适当的选择。 加压精馏可使冷凝温度提高以避免使用费用很高的冷凝器或者在常 压下为气态混合物（如烷、烃类混合物），沸点很低，需加压使其 成液态后才能精馏分离；减压精馏可使沸点降低以避免使用高温载 热体，沸点高且又是热敏性混合物精馏宜用减压精馏；除上述情况 外以外一般用常压精馏。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（5）y~x图
在蒸馏计算中广泛应用的是一定总压下的y~x图。 因总是y>xp，Ao，/相p故平1在衡任曲一线x下y~x 必位于对角线 y=x 上方。 若平衡曲线离对角线越远， 越有利于精馏分离。注 意:y~x曲线上各点对应不 同的温度。x 、y 值越大， 泡、露点温度越低。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（2）x~t（泡点）关系式
液相为理想溶液，服从拉乌尔定律：
pApAoxApAox
pBpB oxBpA o(1x)
气相为理想气体，符合道尔顿分压定律：
yA
pA p
pAo x p
9.2.1 理想物系的气液相平衡
(2)x~t（泡点）关系式
混合液沸腾的条件是各组分的蒸汽压之和等于外 压，即
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（4)y~t(或y)关系式
③ 3区:t~x线以下为过冷液体区；t~y线以上为过热蒸汽区；在 t~x与t~y线之间的区域为气液共存区，在此区域内气液组成y与x 是成平衡关系，气液两相的量符合杠杆定律。只有设法使体系 落在汽液共存区这才能实现一定程度的分离。例如将组成为的 过冷溶液加热至C点，产生第1滴气泡，故C点所对应的温度称为
ppApB
pAoxApBo(1x) x ppBo
PAo PBo
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（2）x~t（泡点）关系式
纯组分的蒸汽压与温度的关系式可用安托因方程表 示，即
logpo A B t c
故与的关系为非线性关系，已知求用上式很方便， 但是已知求泡点要用试差法（迭代法）求。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
相平衡方程
y x 1( 1)x
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（6）相对挥发度 和相平衡方程
此式表示互成平衡的气液两相组成间的关系，称为相平衡方
程。如能得知值，便可算出气液两相平衡时易挥发组分浓度
y～x的对应关系。
对理想溶液，将拉乌尔定律带入的定义式可得
A B
pA/xA pB/xB
P PBA00
液体精馏课件
9.1蒸馏概述
本章讨论分离均相液体混合物最常用最重要的方法—液体蒸馏
及精馏。要注意蒸馏及精馏的区别。 ⑴蒸馏及精馏的分离依据 ⑵工业蒸馏过程 ⑶讨论几个问题 ⑷精馏操作的费用和操作压强
9.1蒸馏概述
⑴蒸馏及精馏的分离依据
液体均具有挥发成蒸汽的能力，但各种液体的挥发性个不相同。习惯上，
将液体混合物中的易挥发组分A称为轻组分，难挥发组分B则称为重组分。
将液体混合物加热至泡点以上沸腾使之部分汽化必有yA>xA；反之将混合蒸
汽冷却到露点以下使之部分冷凝必有xB>yB。上述两种情况所得到的气液组
成均满足:
yA xA yB xB
部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离，它们均是籍
泡 相组点成，为气y泡(F组点成)，为液y1，相维组持成加为热x(E升点温)，至yG>点xF，，溶x<液xF部，分故汽原化料，液得气 到部分分离，x与y成平衡关系，G点所对应的温度为气液相的平
衡浓度；反之将组成为yF的过热混合气体冷却至D点，第1滴冷凝 液出现，D点所对应的温度为露点，继续冷却至G点气相部分冷 凝，液相组成为x，气相组成为y，x<yF，y>yF，故部分冷凝亦可 实现一定程度的分离。要实现高纯度分离必须采用多次部分汽 化和多次部分冷凝，这个过程在工业生产上是如何实现的呢？
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（6）相对挥发度 和相平衡方程
纯组分的饱和蒸汽压p0只能反映纯液体挥发性的大小。某 组分与其它组分组成溶液后其挥发性将受其它组分的影响。溶 液中各个组分的挥发性大小应该怎样表达才符合实际情况呢？ 对了，要用各组分的平衡蒸汽分压与其液相的摩尔分数的比值，
即挥发度 表示。
（3）y~t（露点）关系式
指定用上述方法求出后用道尔顿分压定律求，即
yA
p Ao x p
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（4）y~t（或y）关系式
将用上述方法求出的的数据画在同一张图上，就得 到下图。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
(4)t~x（或y）关系式
①两端点A与B.端点A代表纯易挥发A组分(x=1)，端点B 代表纯难挥发B组分（x=0 ）。tA,沸点tB,沸点。
挥发度
Aห้องสมุดไป่ตู้
pA xA
B
pB xB
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（6）相对挥发度 和相平衡方程
在蒸馏中表示分离难易程度要用两组分挥发度之比，称为相
对挥发度
A p A /x A y A /x A y A /y B y /1 ( y ) B p B /x B y B /x B x A /x B x /1 ( x )
混合物中各组分挥发性的差异而达到分离的目的，这就是蒸馏及精馏分离
的依据。
9.1蒸馏概述
⑵工业蒸馏过程
①平衡蒸馏（闪蒸） 平衡蒸馏又称闪蒸，系连续定态过程，其流程如下图。
9.1蒸馏概述
⑵工业蒸馏过程
②简单蒸馏 简单蒸馏为间歇操作过程，其流程如下图。
9.1蒸馏概述
⑶讨论几个问题
①平衡蒸馏及简单蒸馏产生的汽液相其组成服从什么关系？此 外，蒸馏时各股物料和各组分还应满足另一种关系，是什么 关系？
②平衡蒸馏和简单蒸馏能否实现高纯度的分离，为什么？ ③如何蒸馏可得到高纯度的产品？ ④能否利用多次平衡蒸馏或多次简单蒸馏实现高纯度分离？为
什么？ ⑤工业上如何利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理实现连
续的高纯度分离，而流程又不太复杂呢？
9.1蒸馏概述
⑷精馏操作的费用和操作压强
蒸馏和精馏都是通过气化、冷凝达到分离提浓的目的的。液体 加热气化需要耗热，气相冷凝则需要提供冷却量，因此，蒸馏和精 馏都是能耗很高的单元操作，采用何种措施达到节能降耗是精馏过 程研究的重要任务。此外，蒸馏过程中的液体沸腾温度和蒸汽冷凝 温度均与操作压强有关，故工业蒸馏的操作压强应进行适当的选择。 加压精馏可使冷凝温度提高以避免使用费用很高的冷凝器或者在常 压下为气态混合物（如烷、烃类混合物），沸点很低，需加压使其 成液态后才能精馏分离；减压精馏可使沸点降低以避免使用高温载 热体，沸点高且又是热敏性混合物精馏宜用减压精馏；除上述情况 外以外一般用常压精馏。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（5）y~x图
在蒸馏计算中广泛应用的是一定总压下的y~x图。 因总是y>xp，Ao，/相p故平1在衡任曲一线x下y~x 必位于对角线 y=x 上方。 若平衡曲线离对角线越远， 越有利于精馏分离。注 意:y~x曲线上各点对应不 同的温度。x 、y 值越大， 泡、露点温度越低。
9.2.1 理想物系的气液相平衡
（2）x~t（泡点）关系式
液相为理想溶液，服从拉乌尔定律：
pApAoxApAox
pBpB oxBpA o(1x)
气相为理想气体，符合道尔顿分压定律：
yA
pA p
pAo x p
9.2.1 理想物系的气液相平衡
(2)x~t（泡点）关系式
混合液沸腾的条件是各组分的蒸汽压之和等于外 压，即