《化工原理全套配套课件第2版上下册柴诚敬19－20学时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理全套配套课件第2版上下册柴诚敬19－20学时（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章 蒸 馏,通过本章学习，应掌握两组分理想物系的气 液平衡关系；精馏的原理与流程；两组分连续精 馏的基本计算方法。了解间歇精馏与特殊精馏过 程。掌握板式塔的结构、塔板类型、板式塔的流 体力学性能与操作特性。,学习目的 与要求,第九章 蒸 馏,9.1 概述,9.1.1 蒸馏的原理及其应用,一、蒸馏过程的原理,蒸馏操作原理,液体混合物,多次部分汽化、多次部分冷凝,各组分挥发度不同,易挥发组分,液相,难挥发组分,相际间的质量传递,易挥发组分,最终气相,气相,液相,液相,气相,气相,最终液相,难挥发组分,液体混合物分离,二、蒸馏过程的应用,混合芳烃蒸馏可得到苯、甲苯及二甲苯等。,气体混合物分离,空
2、气液化蒸馏可得到纯态的液氧和液氮等。,固体混合物分离,固体脂肪酸加热融化后用蒸馏方法分离。,加压液化,加热熔化,第九章 蒸 馏,9.1 概述,9.1.1 蒸馏的原理及其应用,9.1.2 蒸馏的特点及其分类,一、蒸馏分离的特点,通过蒸馏分离可以直接获得所需要的产品,蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离,蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题,蒸馏分离具有以下特点,适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物,按蒸馏操作方式分类,蒸馏,按蒸馏操作流程分类,二、蒸馏过程的分类,简单蒸馏,平衡蒸馏,精 馏,特殊精馏,蒸馏,间歇蒸馏,连续蒸馏,按物系中组分数目分类,蒸馏,两组分蒸馏,多组分蒸馏,按操作压力分
3、类,蒸馏,常压蒸馏,加压蒸馏,减压蒸馏,第九章 蒸 馏,9.1 概述,9.2 两组分溶液的气液平衡,9.2.1 两组分理想物系的气液平衡,一、气液平衡相图,1. 温度组成图,在恒定的总压下，溶液的平衡温度随组成而变，将平衡温度与液（气）相的组成关系标绘成曲线图，该曲线图即为温度一组成图。,t - x y图,苯甲苯混合液的 t- x- y 图,气相线,液相线,液相区,气相区,两相区,泡点,露点,2. 气液相组成图,气液相组成图直观地表达了在一定压力下，处于平衡状态的气液两相组成的关系，在蒸馏计算中应用最为普遍。,一、气液平衡相图,x y图,苯甲苯混合液的 x- y 图,平衡线,对角线,平衡线与对
4、角线之间的距离越大,分离越容易,x1与y1互成平衡,1.拉乌尔定律,二、气液平衡关系式,当理想溶液气液两相呈平衡时，溶液上方组分的分压与溶液中该组分的摩尔分数成正比。,拉乌尔定律,整理，得,泡点方程,气液平衡时液相组成与平衡温度间的关系,二、气液平衡关系式,安托尼 方程,溶液上方的总压 等于各组分的分压之和,2.以平衡常数表示的气液平衡方程,设平衡的气相遵循道尔顿分压定律，即,令,以平衡常数表示 的气液平衡方程,平衡常数,二、气液平衡关系式,代入泡点方程，得,由,露点方程,气液平衡时气相组成与平衡温度间的关系,二、气液平衡关系式,3.以相对挥发度表示的气液平衡方程,挥发度定义,对于理想物系，有
5、,(1)挥发度,二、气液平衡关系式,相对挥发度定义,(2)相对挥发度,对于理想物系，有,相对挥发度,二、气液平衡关系式,由道尔顿分压定律，有,(3)以相对挥发度表示的气液平衡方程,二、气液平衡关系式,略去下标，经整理可得,蒸馏操作 1，值愈大，分离愈容易。,讨论,若=1，不能用普通蒸馏方法分离。,以相对挥发度表示 的气液平衡方程,二、气液平衡关系式,三、气液平衡方程的应用,1.计算泡点温度,设：t0,ki,yi,NO,YES,tb = t0,已知 、x求t、y,2.计算露点温度,设：t0,ki,xi,NO,YES,td = t0,三、气液平衡方程的应用,已知 、 y 求t、x,3.计算气液平衡
6、组成,t,ki,给定 xi,yi,列表,三、气液平衡方程的应用,已知 、 t 求 x y关系,课外资料：气液平衡数据获取途径,1.由安托尼方程求取,2.由手册查得,权威的气液平衡数据手册 Gmehlimg J, et al. Vapor-Liquid Equilibrium Data Collection,3.由实验测定,安托尼方程,第九章 蒸 馏,9.1 蒸馏过程概述,9.2 两组分溶液的气液平衡,9.2.1 两组分理想物系的气液平衡,9.2.2 两组分非理想物系的气液平衡,9.3 平衡蒸馏与简单蒸馏,9.3.1 平衡蒸馏,(选读),一、平衡蒸馏装置,将混合液在压力P1下加热，然后通过减压阀
7、使压力降低至P2后进入分离器。过热液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的气、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。,平衡蒸馏的原理,平衡蒸馏为单级蒸馏操作。,闪蒸,平衡蒸馏装置简图,1.加热器； 2.减压阀； 3.分离器。,二、平衡蒸馏过程的计算,1.物料衡算,总物料衡算,易挥发组分物料衡算,气相产品的流量为,设,则,整理得,直线 方程,斜率,过点,液化率,汽化率,平衡蒸馏中气液 相组成的关系式,二、平衡蒸馏过程的计算,2.热量衡算,对加热器作热量衡算，忽略热损失，得,对减压阀和分离器作热量衡算，忽略热损失，得,整理得,二、平衡蒸馏过程的计算,3.气液平衡关系,平衡蒸馏中，气液两相处于平衡状态，即两相温度相等，组成互为平衡。,在平衡蒸馏中，气液组成关系同时满足平衡 方程与物料衡算方程。,注意,二、平衡蒸馏过程的计算,练 习 题 目,思考题,作业题: 1、2,1.讨论溶液的气液平衡关系有何意义？ 2.挥发度与相对挥发度有何不同？ 3.相对挥发度在精馏计算中有何重要意义？ 4.何为泡点和露点，如何进行计算？ 5.平衡蒸馏的原理是什么？,
