第三节：单级蒸馏过程

④作泡点线，即可求得
平衡温度te。
⑤由te即可求出加热温度t、Q
r t te +(1 q) cp
Q qn , F c p (t t F )
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对于气体混合
物，通过换热
器移出热量，
使之冷却发生 部分冷凝，形 成互成平衡的 两相，其过程
原理与闪蒸相
同，也属于是
平衡蒸馏。
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1 x2 60 1 0.5 ln [ln 2.2 ln ] 36 2.2 1 x2 1 0.5
试差法求解得：x2=0.402 nF xF nW x2 =0.647 y nF nW 结论：相同操作条件下，简单蒸馏较平衡蒸馏可获 得更好的分离效果；但平衡蒸馏可连续操作
反映了平衡蒸馏中汽、液相组成间的关系.
直线关系，并通过点（xF、xF ），斜率是q/(q-1)
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②：热量衡算
a:)对加热器进行热量衡算，忽略热损失则
Q qn , F c p (t t F )
b:)对分离器进行热量衡算，物料气化所需要的潜 热由原料本身的显热提供，忽略热损失，则
《化工原理》电子教案
——单级蒸馏过程
菏泽学院化工教研室制
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第三节： 单级蒸馏过程 一： 平衡蒸馏（闪蒸） 1：平衡蒸馏流程 2：特点
加热 器
①：连续操作 ②：组成和温度
恒定不变 ③：气液两相平衡
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分离 器 节流 阀
3：平衡蒸馏的计算 平衡蒸馏的计算主要涉及物料衡算、热量衡算和气 液平衡关系 ①：物料衡算 总物料 qn,F＝qn,D＋qn,w 易挥发组分
易挥发组分衡算
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nL x nL dnL x dx ydnL
dnL dx nL yx

n
nW
F
x2 dx dnL xF y x nL
nF xF 1 x2 1 ln [ln ln ] nW 1 x2 1 xF
F
xF x2
nW
产品的平均组成和汽化率有关!
例9—3：常压下将含易挥发组分xF=0.5（摩尔分数） 的两组分混合液进行单级蒸馏，原料处理量为 60KmoL，要求汽化率为0.4，物系的平均相对挥发 度为2.2。试求（1）平衡蒸馏时的汽、液相组成
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（2）简单蒸馏时的釜残液组成和馏出液平均组成 分析（1）： 平衡蒸馏时的汽、液相组成是操作线 和平衡线的交点
两相总处于平衡状态
平衡蒸馏中，分离器内气、
x y 1 ( 1) x
q 1 y x xF q 1 q 1
液两相符合操作线方程
利用上三式即可求取气液相组成x、y及温度te →t 也可用图解法进行计算。方法如下：
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①作平衡关系线 ②作操作线
③它们的交点 f 即为
平衡的气液相组成
操作线方程和平衡线方程可写出，该题可求 分析（2）（略）
解（1）：
来自百度文库
q 1 0.4 0.6
q 1 y x xF q 1 q 1
=1.25 1.5x
2.2 x x = y 1 1.2 x 1 ( 1) x
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联立、求解得：x=0.422，y=0.617 解（2）： nw qnF =36 KmoL
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二： 简单蒸馏（微分蒸馏、瑞利蒸馏）
1：简单蒸馏流程
nF, zF
nD1, xD1 nW2, x2
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nD2, xD2
nD3, xD3
2：特点 ①：间歇操作
②：组成和温度
随时间而变 ③：任一瞬间气、
液两相处于平衡
简单蒸馏是一种不稳态过程，任一瞬间形成的 蒸气与剩余液相可视为相互平衡，但总的全部蒸汽
规定了釜液量（汽化率），即可求出釜液浓度 在整个蒸馏时间段内物料衡算，即可求出馏出液 的平均浓度
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xF dx nF ln x2 y x nW
nF xF nW x2 nF nW y
nF xF nW x2 nF xF qx2 y nW nF nW 1 q 1 n
qn, F c p (t te ) qn , F (1 q)r
原料液离开加热器的温度为
品的露点温度
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平衡温度te：是底部产品的泡点温度；也是顶部产
r t te +(1 q) cp
总压一定时
te f ( x ) 或 t e f ' ( y )
平衡蒸馏中，分离器内气液
并不与剩余的液体相平衡
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3：简单蒸馏的计算 ①微分物料衡算
设简单蒸馏某瞬间τ釜液量为nL、液体浓度为x，
溶液中易挥发组分量为nLx
经时间dτ后，液相量为(nL－dnL），溶液浓度变为
x－dx，溶液中易挥发组分量为(nL－dnL)(x－dx)。 dτ时间内，平衡的蒸汽浓度y可视为不变。
xFqn,F＝yqn,D＋xqn,w
y
qn ,W qn ,W qn , F
x
qn , F qn,W qn , F
xF
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令 q = qn,w/qn,F，——液化分率，小于1 qn,D/qn,F =1 －q ——汽化率 平衡蒸馏中q是定值
q 1 y x xF q 1 q 1 —平衡蒸馏操作线方程