福州大学化工原理电子教案液体精馏 92双组分溶液的气、液相平衡 921理想物系的气液想平衡 (1)气液两相平衡共存时的自由度 自由度2个,在t、P、y、x4个变量中,任意确定其中的两个变量,则物系的状态被唯一确定 余下的参数已不能任意选择。一般精馏在恒压下操作(P一定),物系只剩下1个自由度。如指定温度1, 则气液组成y、x均为t的函数被确定。后面讨论t-x(或y),或x-y的函数关系。 (2)x-t(泡点)关系式 液相为理想溶液,服从拉乌尔定律 PA=PAMA=p PB=PB xB=PA(1-x) 气相为理想气体,符合道尔顿分压定律 Pa p P P 混合液沸腾的条件是各组分的蒸汽压之和等于外压,即 p= PA+ pB P4x4+pg°(1-x) P4°-P8° 纯组分的蒸汽压p°与温度t的关系式可用安托因方程表示, 故x与t的关系为非线性关系,已知t求x用上式很方便,但是已知x求泡点t要用试差法(迭代 求 (3)y-t(露点)关系式 指定t用上述方法求出x后用道尔顿分压定律求y,即 pax (4)t-x(或y)图 总压恒定 将用上述方法求出的t-x(或y)的数据画在同一张图上,就得 到t-x(或y)图 此图的的特点如下 ①两端点A与B端点A代表纯易挥发A组分(x=1),端 点B代表纯难挥发B组分(x=0)。t4沸点<B沸点 图94相平衡曲线 ②两线:t-x线为泡点线,泡点与组成x有关;t-y线为 露点线,露点与组成y有关 ③3区:t-x线以下为过冷液体区;t-y线以上为过热蒸汽区;在t-x与t-y线之间的区域为 气液共存区,在此区域内气液组成y与x是成平衡关系,气液两相的量符合杠杆定律。只有设法使体系落 在汽液共存区这才能实现一定程度的分离。例如将组成为x的过冷溶液加热至C点,产生第1滴气泡, 故C点所对应的温度称为泡点,气泡组成为y1,维持加热升温至G点,溶液部分汽化,气相组成为y(F 点),液相部分分离,y与x成平衡关系,G点所对应的温度为气液相的平衡温度;反之将组成为yF的 过热混合气体冷却至D点,第1滴冷凝液出现,D点所对应的温度为露点,继续冷却至G点气相部分冷福州大学化工原理电子教案 液体精馏 - 1 - 9.2 双组分溶液的气、液相平衡 9.2.1 理想物系的气液想平衡 （1）气液两相平衡共存时的自由度 F = N − + 2 = 2 − 2 + 2 = 2 自由度 2 个，在 t 、 p 、 y 、 x 4 个变量中，任意确定其中的两个变量，则物系的状态被唯一确定， 余下的参数已不能任意选择。一般精馏在恒压下操作（ p 一定），物系只剩下 1 个自由度。如指定温度 t ， 则气液组成 y 、 x 均为 t 的函数被确定。后面讨论 t − x(或y) ，或 x − y 的函数关系。 （2） x −t （泡点）关系式 液相为理想溶液，服从拉乌尔定律： p p x p x o A A o A = A = p p x p (1 x) o B A o B = B = − 气相为理想气体，符合道尔顿分压定律： p p x p p y o A A A = = 混合液沸腾的条件是各组分的蒸汽压之和等于外压，即 p = pA + pB p x p (1 x) o A B o = A + − o B o A o B P P p p x − − = 纯组分的蒸汽压 o p 与温度 t 的关系式可用安托因方程表示，即 t c B p A o + log = − 故 x 与 t 的关系为非线性关系，已知 t 求 x 用上式很方便，但是已知 x 求泡点 t 要用试差法（迭代法） 求。 （3） y − t （露点）关系式 指定 t 用上述方法求出 x 后用道尔顿分压定律求 y ，即 p p x y o A A = （4） t − x(或y) 图 将用上述方法求出的 t − x(或y) 的数据画在同一张图上，就得 到 t − x(或y) 图。 此图的的特点如下： ① 两端点 A 与 B.端点 A 代表纯易挥发 A 组分（ x =1 ），端 点 B 代表纯难挥发 B 组分（ x = 0 ）。 t A,沸点  t B,沸点 。 ② 两线： t − x 线为泡点线，泡点与组成 x 有关； t − y 线为 露点线，露点与组成 y 有关。 ③3 区： t − x 线以下为过冷液体区； t − y 线以上为过热蒸汽区；在 t − x 与 t − y 线之间的区域为 气液共存区，在此区域内气液组成 y 与 x 是成平衡关系，气液两相的量符合杠杆定律。只有设法使体系落 在汽液共存区这才能实现一定程度的分离。例如将组成为 F x 的过冷溶液加热至 C 点，产生第 1 滴气泡， 故 C 点所对应的温度称为泡点，气泡组成为 1 y ，维持加热升温至 G 点，溶液部分汽化，气相组成为 y （ F 点），液相部分分离， y 与 x 成平衡关系，G 点所对应的温度为气液相的平衡温度；反之将组成为 F y 的 过热混合气体冷却至 D 点，第 1 滴冷凝液出现，D 点所对应的温度为露点，继续冷却至 G 点气相部分冷