化工原理精馏-PPT课件

1 、定义 （ 2 ）蒸馏：利用液体混合物中各组分挥发性的差异 而将组分分离的传质过程。为一次部分 气化分离混合物； （ 3 ）精馏：多次部分汽化，多次部分冷凝。 用浓度表示组分的变化。 易挥发组分：沸点低的组分，用A表示，yA，xA 难挥发组分：沸点高的组分，用B表示，yB，xB y与x的关系无法确定，通常达到平衡时关系才确定
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第一节
2 、蒸馏分离的特点
概述
（ 1 ）通过蒸馏操作，可以直接获得所需要的产品， 而吸收和萃取还需要如其它组分； （ 2 ）蒸馏分离应用较广泛，历史悠久； （ 3 ）能耗大，在生产过程中产生大量的气相或液相。
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第一节
3 、蒸馏的分类
概述
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第一节
概述
恒沸精馏——工业酒精的提纯，加入夹带剂苯， 形成三元非均相恒沸液； 5）蒸发与蒸馏的区别
蒸发——A组分挥发，B组分不挥发，供热就分离； 蒸馏——A，B均挥发，存在一个平衡关系！
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第二节 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
一、相律
拉乌尔定律：理想溶液中某组分的蒸汽压等于该组分 同温度下的纯液体蒸汽压与溶液中该组 分的摩尔分率的乘积。
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二、两组分理想物系的气液平衡关系
那么：
0 0 P Px Px A A A A
P P x P ( 1 x ) B
0 BB 0 B
A — 易挥发组分； B— 难挥发组分。 式中 P
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第一节
3）精馏
概述
多次部分气化与冷凝的过程，可以使混合液得到 几乎完全分离，是常压下、连续、双组分的蒸馏；
例如：苯─甲苯，乙醇─正丙醇，乙醇─水 物性相似，沸点（80.1℃,110.8 ℃ ）， 空间结构不同 4）特殊精馏： 萃取精馏——苯─环己烷，沸点相近(80.1℃,80.6 ℃)， 加入萃取剂糠醛改变组分间的挥发度；
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第一节
概述
2）闪蒸 是一种单极的平衡操作，连续或间歇、稳定的。 混合液经加热器升温后液体温度高于分液器压强 下的液体沸点，然后通过减压阀使其降压后进入 分离器中，这时过热的液体混合物即被部分气化， 平衡的气液两相在分离器中得到分离，将分离器 又称为闪蒸罐（塔） 例如：高压锅，冷却后才可以打开
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第一节
概述
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第一节
1）简单蒸馏
概述
是间歇、不稳定的，要考虑到成本、 产率，需要
进行 经济核算； 蒸发时，第一滴的浓度最高，随着蒸馏的进行， x减少，y减少； 提高蒸馏浓度，可以在设备的出口处加一部分 冷凝器，难挥发组分就冷凝的多，可以提高产 品的质量，但设备成本增加。
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1 ) 用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系 纯组分的饱和蒸气压与温度 t 的关系可由安托因 （ Antoine ）方程计算或从手册中查
B ln P A t C
0
式中 A 、 B 、 C 为组分的安托因常数，可由有关 手册查得。
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2 ）用相对挥发度表示气液平衡关系 （ 1 ）挥发度 • 对纯液体，挥发度指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压 0 A P A v B PB0 • 对混合液，各组分的挥发度可用它在蒸气中的分压和 Pi 与之平衡的液相中的摩尔分数之比表示，即 i xi （ 2 ）相对挥发度：溶液中易挥发组分的挥发度与 难挥发组分 的挥发度之比，用 α 表示。 / x P yx /A y x 作 压 强 不 高 A P A A 操 A A B v / x P yx /B y x B P B B B B A
相律是研究相平衡的基本规律。
表示平衡物系中自由度数、相数及独立组分
数间的关系，即： F = C – P + 2 式中 F— 自由度数； C— 独立组分数；
P— 相数；2 表示外界只有温度和压力这两
个条件可以影响物系的平衡状态。
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第二节 两组分溶液的气液平衡
对于两组分的气液平衡物系， F= 2 – 2 + 2 = 2 气液平衡中可以变化的参数有4个：t，P，x，y 若三个变量固定(t，P，x或y)，则该物系只有一
P PPP xP ( 1 x ) A B
0 A 0 B
P PB x PA0 PB0
—— 由拉乌尔定律表示的气液平衡关系
0 0 0 P P P P P A A A B y x A A 0 0 P P PP P A B
yA KAxA
——K 为相平衡常数，并非常数，随温度而变。
P
A
A
— 溶液中组分 A 的蒸汽压；即溶液上方组分 A 的 平衡分压， Pa ；
0
— 纯组分 A 的饱和蒸汽压，Pa ；
— 组分 A 的液相摩尔分率；
x
A
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1 ) 用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系 当溶液沸腾时，溶液上方的总压等于各组分的蒸 气压之和; 当外压不太高时，平衡的气相可视为理想气体， 遵循道尔顿分压定律，即 0
个独立变量（x 或 y) ，其它变量都是它的函数，
那么两组分的气液平衡可以用一定压强下的t— x(或y)，及x—y的函数关系或相图表示。
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二、两组分理想物系的气液平衡关系
遵循拉 乌尔定 律
遵循道 尔顿定 律
理想物系：液相为理想溶液、气相为理想气体的物系。
对于性质极相近、分子结构相似的组分所组成的溶液 可视为理想溶液 1 ）用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系
精
馏
蒸馏概述
双组分溶液的气液相平衡
平衡蒸馏与简单蒸馏 精馏 精馏原理 物料衡算 精馏塔操作线方程 5种加料热状态
精馏段 提馏段
理论板计算：计算法，阶梯法
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第一节
概述
混合物的分离是化工生产中的重要过程。 混合物可分为非均相物系和均相物系。 非均相物系的分离主要依靠质点运动与液体流 动原理实现分离。而化工中遇到的大多 是均相混合物。 均相物质不能采用 机械分离 的方法 （如乙醇与水） 分离条件是必须造成一个两相物系，然后依据 物系中不同组分间某种物性的差异， 使其中某个组分或某些组分从一相向 另一相转移，以达到分离的目的。 返回主目录 后页 前页 返回
第一节
概述
如：不同组分其挥发难易度不同，使易挥发组分 在气相中富集，难挥发组分在液相中富集， 直到达到气液平衡。 1 、定义 (1) 质量传递过程（传质过程）： 由浓度差引起的物质在相际间的传质过程。 化工生产中常见的传质过程有蒸馏、吸收、萃取 和干燥等单元操作。
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第一节
概述