西安交大化工原理电子课件1.pdf

西第九章蒸馏
安
交交 概述
大大
化化 二元物系的气液相平衡
工工 蒸馏方式
原原
理理 二元连续精馏的分析和计算
电电 其他精馏方式
子子 多元精馏
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西 概述
安
交交蒸馏过程通常以如下方法进行分类:
大大 1、根据被蒸馏的混合物的组分数,可分为二元蒸馏和多元蒸馏。
化化 2、根据操作过程是否连续,可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
工
工 3、根据操作压力,可分为常压蒸馏、加压蒸馏和减压蒸馏。
原原
4、根据操作方式,可分为简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏。
理理
根据被分离物系的一些特殊要求,精馏还包括水蒸气精馏、间
电电
歇精馏、恒沸精馏、萃取精馏、反应精馏等等。
子子
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西 二元物系的气液相平衡
安
根据相律,用于描述相平衡物系的自由度数应该满足一下关系式N :
交交 f
N= C −Φ+ 2
大大 f
一、理想物系的气液平衡
化化
对较易挥发组分A与较难挥发组分B形成的A、B溶液来说,它们之
工工间满足: 。。
p= p x p= p x
原原 A A A B B B
理理若气液平衡时总压P不是很高(P<10 atm ),则气相克永道尔顿分
压定律来描述:
p= Py p= Py
电电 A A B B
子子对于二元理想物系,组成中可略去下标A,有
课课= + =。+ 。−
P pA p B p A x p B (1 x )
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西二、挥发度和相对挥发度
安对二元溶液,有
交交
v= p/ x , =
A A A vB p B/ x B
大大显然对理想溶液,根据拉乌尔定律就有
。
= 。
化化 vA p A =
vB p B
p/ x
工工α= α= A A
对二元溶液 vA/ v B
pB/ x B
y/ x
原原若气相符合道尔顿分压定律,则有α= A A
y/ x
y x B B
理理 A= α A
或 y x
电电 B B
若混合物是理想溶液,则有
子子。
α= pA
课课。
pB
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西三、非理想物系的气液平衡
安
根据溶液的蒸汽压偏离拉乌尔定律的方向,一般可将非理想溶液分
交交成两大类:
大大 1、正偏差溶液
化化当异分子间吸引力小于同分子间吸引力和时,溶液中组分的
f AB f AA fBB
平衡分压比拉乌尔定律预计的高,即p> p。 x ,p> p。 x 。属于该类
工工 B B B A A A
的物系较多,有甲醇-水、乙醇-水、苯-乙醇等。
原原
2、负偏差溶液
理理
当异分子间吸引力 f 大于同分子间吸引力 f 和f 时,溶液中组
电 AB AA BB
电电分的平衡分压比拉乌尔定律预计的低,即< 。,< 。。属于
pA p A x A pB p B x B
子子该类的有***-水、***仿-***等物系。
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蒸馏方式
西
安
简单蒸馏
交交
简单蒸馏的基本流程如
大大 2
图所示。一定量的原料液投
化化入蒸馏釜中,在恒定压力下
工工加热气化,陆续产生的蒸汽 1
进入冷凝器,经冷凝后的液
原原体(又称馏出液)根据不同
要求放入不同的产品罐中。 3A 3B 3C
理理加热蒸汽
因上述流程很简单,故称其
电电为简单蒸馏,它是较早的一
子子种蒸馏方式。
图 9 - 5 简单蒸馏流程简
课课 1- 蒸馏釜; 2- 冷凝器; 3A、 3B、 3C- 产品罐
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西简单蒸馏的计算要借助物料恒算关系和相平衡关系。
安
有: ydW= d( Wx ) = Wdx + xdW
交交 dx dW
整理得=
大大 y− x W
化化根据物系的相平衡情况,可分为以下三种情况来计算:
工工(1)理想物系,α为常数。
W x W(1− x )
ln1 1= α ln 1 1
原原−
W2 x 2 W 2(1 x 2 )
理理上式可变成
电电= α
ln(A1 / A 2 ) ln( B 1 / B 2 )
子子此式形式简单,且对多元理想物系也适用。
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西 2)若在操作范围内,相平衡关系可近似用直线 y= mx +表示 b ,则
W1 ( m− 1) x + b
安 ln1= ln 1
−−+
W2 m1 ( m 1) x 2 b
交交
大大对稀溶液,相平衡