幻灯片1目录 丸屬 §9.1概述 §92二元物系的汽液相平衡 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 1/18
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 1/18 幻灯片1目录 §9.1 概述 §9.2 二元物系的汽液相平衡
第九章蒸馏 §91概述 、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, 二、蒸馏在工业生产中的应用 A易挥发组分 ◆获得高纯度产品; 难挥发组分 ◆获得粗馏分。 部分汽化 例如 溶液(A+B) 在酿酒业中饮料酒; 在石油炼制工业中,原油经蒸馏后制取汽 00 油、煤油、柴油等产品; 加热 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 2118
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 2/18 第九章 蒸馏 A B 溶液（A+B） 加热 部分汽化 易挥发组分难挥发组分 §9.1 概述 ❖获得高纯度产品； ❖获得粗馏分。 例如： 在酿酒业中饮料酒； 在石油炼制工业中，原油经蒸馏后制取汽 油、煤油、柴油等产品； 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。 一、什么是蒸馏？ 二、蒸馏在工业生产中的应用
§91概述 蒸馏的分类 元蒸馏 ①根据被蒸馏的混合物的组分数,可分为: 多元蒸馏 连续蒸馏 ②根据操作过程是否连续,可分为: 间歇蒸馏 「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 ④根据操作方式,可分为:平衡蒸馏 〈精馏 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 3/18
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 3/18 根据被蒸馏的混合物的组分数，可分为： 多元蒸馏 二元蒸馏 根据操作过程是否连续，可分为： 间歇蒸馏 连续蒸馏 根据操作压力，可分为 减压蒸馏 加压蒸馏 常压蒸馏 根据操作方式，可分为： 精 馏 平衡蒸馏 简单蒸馏 三、蒸馏的分类 §9.1 概述
§92二元物系的汽液相平衡 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 自由度数F=C-①+2 B 2+2-2=2 ● fx, P 溶液(A+B) 在一定的压力下 加热 t=g ∫p4=Py=/(x,)在一定的温度下p1=/(x) n=P(1-y)=g(x,t) B 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 4/18
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 4/18 自由度数 F = C − + 2 = 2 + 2 − 2 = 2 在一定的压力下 在一定的温度下 t, P, y A B t, x 溶液（A+B） 加热 t = f (x,P) t = g(y,P) t = f (x) t = g(y) p P( y) g(x t) B = 1 − = , p Py f (x t) A = = , p f (x) A = p g(x) B = §9.2 二元物系的汽液相平衡 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
§92二元物系的汽液相平衡 、理想物系的汽液相平衡 汽相为理想气体液相为理想溶灌的体系,称为 满足理想气体状态方程、道尔顿分压定律 P pa+pB y 1、理想溶液 在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。 在组分A、B组成的理想溶液中,则有:JA-4=fB-B=f4-B 只有物性和结构相似,且分子大小也相近的物系才符合 拉乌尔定律,如苯一甲苯、甲醇一乙醇、烃类同系物组成 p 的溶液等等 PA=P 拉乌尔( Raoult)定律 A PB=PBEB 江大学本科生课程 PA=f()It=f) 加热 化工原理 PB=g()a lt=gly 5/18
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 5/18 汽相为理想气体、液相为理想溶液的体系，称为 。 满足理想气体状态方程、道尔顿分压定律 P p y P p P p p y B B A A B A = + = = = = B B B A A A p p x p p x 0 0 t = f (x) t = g(y) p f (x) A = p g(x) B = §9.2 二元物系的汽液相平衡 一、理想物系的汽液相平衡 1、理想溶液 pA A pA 0 xA A t 加热 在全部浓度范围内都服从拉乌尔定律的溶液称为理想溶液。 在组分A、B组成的理想溶液中，则有： A A B B A B f f f − = − = − 只有物性和结构相似，且分子大小也相近的物系才符合 拉乌尔定律，如苯－甲苯、甲醇－乙醇、烃类同系物组成 的溶液等等 ------拉乌尔（Raoult）定律
§92二元物系的汽液相平衡 P PB=PBXB 0 PA 纯组分A B p 纯组分B PB 加热 0 (xp) 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 6/18
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 6/18 A pA 0 A t 加热 B A p pA 0 P pB 0 0 xA （xB） 1 = = B B B A A A p p x p p x 0 0 纯组分A 纯组分B §9.2 二元物系的汽液相平衡
§92二元物系的汽液相平衡 在一定的压力下t=f(x) 理想物系? g 在定的温度下∫P4=f(x) Dn=(x)理物系 Pa=Pa 4拉乌尔定 b=PbB 理想物系的tx(y)相平衡关系: 对理想物系,汽相满足:P=P4+PB=px+pB(1-x) 0B0B0A py、p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: J B P T+C 浙江大学本科生课程 PB 化工原理 第九章蒸馏 7/18
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 7/18 在一定的压力下 在一定的温度下 t = f (x) t = g(y) p f (x) A = p g(x) B = = = B B B A A A p p x p p x 0 0 理想物系 ? 理想物系 拉乌尔定律 理想物系的 t-x（y）相平衡关系： 0 pA 、 0 pB 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： T C B p A + = − 0 ln 对理想物系，汽相满足：P = pA + pB (1 ) 0 0 = pA x + pB − x 0 0 0 A B B p p P p x − − = P p x P p y A A 0 = = 0 0 0 A B B p p P p − − P pA 0 = §9.2 二元物系的汽液相平衡
P §92二元物系的汽液相平衡=p1- Pa Pa P一定 线汽相区露点线一定在泡点线上方 杠杆原理: t线两相区 力×力臂=常数 量浓度差 即:液相量xL1=汽相量×L2 浓相区 x或 浙江大学本科生课程 化工原理 8/18
浙江大学本科生课程 化工原理 8/18 P 一定 B t-y t t-x A 0 x 或 y 1 泡点线 露点线 两相区 液相区 汽相区 杠杆原理： 力力臂 = 常数 L1 L2 即：液相量L1=汽相量L2 量 浓度差 露点线一定在泡点线上方。 0 0 0 A B B p p P p x − − = P p x P p y A A 0 = = §9.2 二元物系的汽液相平衡 pA A pA 0 xA A t
§92二元物系的汽液相平衡 理想物系的x-y相平衡关系: PP PaC B P=PA+PR PAx+P8(1-x)PAx+(1-x) Pr+ po P 令a 1+(a-1)x 相对挥发度 PB 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 浙江大学本科生课程 化工原理 第九章蒸馏 9/18
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 9/18 P p x P p y A A 0 = = (1 ) 0 0 0 p x p x p x y A B A + − = (1 ) 0 0 0 0 x x p p x p p B A B A + − = 令 0 0 B A p p = x x y 1 + ( − 1) = 理想物系的 x-y 相平衡关系： (1 ) 0 0 p x p x A B = + − A B P = p + p ----相对挥发度 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。 §9.2 二元物系的汽液相平衡
§92二元物系的汽液相平衡 CA 说明: (1)相平衡曲线必落在对角 1+(a-1)x 线的上方;Why?因为y≌x (2)a越远离1,也就愈 有利于蒸馏操作 c 越大,相平衡曲线偏离对 角线愈远,表示达到汽液 相平衡时汽、液两相组成 的差异愈大, t, P,y B 溶液(A+B) 理想物系的yx相图 浙江大学本科生课程 化工原理 00加热九章蒸馏 10/18
浙江大学本科生课程 化工原理 第九章 蒸馏 10/18 y x 理想物系的 y-x 相图 x x y 1 + ( − 1) = y = x y x y §9.2 二元物系的汽液相平衡 t, P, y A B t, x 溶液（A+B） 加热 因为yx 说明： （2） 越远离1，也就愈 有利于蒸馏操作---------- 越大，相平衡曲线偏离对 角线愈远，表示达到汽液 相平衡时汽、液两相组成 的差异愈大， （1）相平衡曲线必落在对角 线的上方；Why？