化工原理蒸馏PPT

下标A表示易挥发组分（轻组分）； 下标B表示难挥发组分（重组分）
A
纯组分A pA0 纯组分B pB0
P
A
Ap pA0
B
t 加热
0
xA （xB）
1
1. 利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
在一定的压力下
在一定的温度下
t g y p A f x pA p0 A xA 理想物系 拉乌尔定律 0 p B g x pB pB x B
1）对于理想溶液，曾得到这样一条规则： “相对 较易挥发物质，在平衡蒸气相中的浓度要大于其
在溶液相中的浓度。”
2）数学表示式为：
若 PA0 PB0 ，则 yA xA
3 ）上述规则对非理想溶液来说，一般也是适用的。

由于较易挥发的物质其沸
点较低，因此蒸气压—组
成图中，蒸气压较高的物 质A有较低的沸点；
α的大小反映了混合液分离的难易程度。
表1
t, 0C
苯－甲苯物系的相对挥发度随温度的变化关系
80.1 760 292 2.60 84 856 334 2.56 88 963 381 2.53 92 1081 434 2.49 96 1210 492 2.46 100 1350 556 2.43 104 1502 627 2.40 108 1668 705 2.37 110.6 1783 760 2.35
液体混合物的蒸气压
1、对于二组分混合液，由于B组分的存在，使得A组 分在汽相中的蒸气分压比其在纯态下的饱和蒸气压 要小。
pA p x ------拉乌尔（Raoult）定律
0 A A
2、理想溶液：在全部浓度范围内符合拉乌尔定律的 溶液
四、理想溶液汽液相平衡
蒸馏一般在恒压下操作，恒压下不同组成混
p0 A mmHg
测数据或用安托因（Antoine ）方程 进行推算：
p P
0 A
0 P pB 0 p0 p A B
B ln p A t C
0
2 用相对挥发度表示的气液平衡关系
对于混合液中的某一组分 i，挥发度i 定义为:
pA vA xA
vB pB xB
显然对理想溶液，根据拉乌尔定律有：

P 一定 B t-y t t-x A
而具有较低沸点的组分在 平衡气相中的浓度要大于
其在溶液中的浓度。

所以气相线在液相线 的
0
x 或y
1
右上方（如图）
6.2.1 双组分理想物系的气液相平衡
1. 利用饱和蒸气压计算气液平衡关系
0 p p A A xA 0 p p xB B B
t f x
理想物系
?
理想物系的 t-x（y）相平衡关系：
0 对理想物系，汽相满足： P p A pB p 0 x p A B (1 x )
0 P pB x 0 0 p A pB pA p0 Ax y P P
0 p0 A 、 p B 仅与温度 t 有关，可采用实
合液加热汽化达到汽液两相平衡时的平衡温度与液 相组成及汽相组成之间的关系。
§6.2 双组分溶液的气液相平衡
二元物系汽液相平衡时，所涉及的变量有： 温度t、压力P、汽相组成y、液相组成x等4个。
A t, P, y B
f C 2 2 2 2 2
t, x 溶液（A+B） 加热
纯组分的饱和蒸气压仅与温度 t 有关，可采用实测数据或用安托因 （Antoine）方程进行推算：
B ln p A t C
0
液体的饱和蒸气压是表示液体挥发能力的一种属性。 液体的挥发能力越大，其蒸气压就越大。
什么是挥发度？
对于纯液体，可以用蒸汽压 p0 大小表示其挥发度
对于混合液中的某一组分 i，挥发度i 定义为:
§6.2 二元物系的汽液相平衡
P 一定 B t
泡点线
露点线
汽相区 t-y
露点线一定在泡点线上方。 杠杆原理： 力力臂 = 常数
两相区
L2
t-x
L1
液相区
A
量 浓度差 即：液相量L1=汽相量L2
pA A pA0
0
x 或y
1
xA A
t
10
y
x 理想物系的 y-x 相图
补充：经验规则（ 1881年，阿诺华洛夫）
幻灯片1目录
§6.1 概述
§6.2 二元物系的汽液相平衡 §6.3 蒸馏方式与精馏原理
1、简单蒸馏 2、平衡蒸馏 3、平衡级和精馏原理
§6.1 概述
一、什么是蒸馏？
利用各组分挥发度的差异将液体混合物加以分离的单 元操作称为蒸馏。 A易挥发组分 B 二、蒸馏在工业生产中的应用 获得高纯度产品； 获得粗馏分。
0 A p0 p ， A B B
vA pA x A yA xA 相对挥发度 vB pB x B yB xB
x y 1 ( 1) x
2 用相对挥发度表示的气液平衡关系
x y 1 ( 1) x
…….双组分理想溶液的气液相平衡方程
在一定温度范围内，α近似为常数；对理想物系，相对挥发 度与温度关系不大，可近似认为与温度无关。
例如： 在酿酒业中饮料酒；
部分汽化
难挥发组分
溶液（A+B） 加热
§6.1 概述
二元蒸馏 根据被蒸馏的混合物的组分数，可分为： 多元蒸馏 连续蒸馏 根据操作过程是否连续，可分为： 间歇蒸馏
蒸馏的分类
常 压 蒸 馏 根据操作压力，可分为 加 压 蒸 馏 减 压 蒸 馏 简 单 蒸 馏 根据操作方式，可分为： 平 衡 蒸 馏 精 馏
pA vA xA
vB pB xB
显然对理想溶液，根据拉乌尔定律有：
0 A p0 p ， A B B
什么是相对挥发度？
vA pA x A yA xA 相对挥发度 vB pB x B yB xB
p0 A 显然对理想溶液，有： 0 pB
x y 1 ( 1) x
三Leabharlann Baidu基本概念
1、易挥发组分（轻组分）：在一定的外界压力下，混合物中沸 点低的组分容易挥发
2、难挥发组分（重组分）：混合物中沸点高的组分
3、饱和蒸气压：在密闭容器内，在一定温度下，纯组分液体的 汽液两相达到平衡状态，称为饱和状态，其蒸气称为饱和蒸 气，其压力就是饱和蒸气压。
在一定温度下，混合液中饱和蒸气压高的组分容易挥发， 低的组分难挥发。