蒸馏—基本概念和基本原理 利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸 馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的 对于均相物系,必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状 态参数的办法(如加热和冷却)使混合物系内部产生出第二个物相(气相):吸收操作中则 采用从外界引入另一相物质(吸收剂)的办法形成两相系统 、两组分溶液的气液平衡 1.拉乌尔定律 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律: PA-PA XA PB-PB XB- 1-XA) 根据道尔顿分压定律:pA=PyA而 则两组分理想物系的气液相平衡关系 XA=(P-pB°)/(pA°-pB0) 泡点方程 yA=pAXP露点方程 对于任一理想溶液,利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成; 反之,已知一相组成,可求得与之平衡的另一相组成和温度(试差法) 用相对挥发度表示气液平衡关系 溶液中各组分的挥发度可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表 示,即vA=pA/xAwB=p/xB 溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有: a=vA/vB=(pa/xA)/(pB/xB)=yAXB/yBXA 对于理想溶液 气液平衡方程:y=ax/1+(a-1)x A值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。a愈大,挥发度差异愈大,分离愈易 a=1时不能用普通精馏方法分离 3.气液平衡相图 (1)温度一组成(t-xy)图 该图由饱和蒸汽线(露点线)、饱和液体线(泡点线)组成,饱和液体线以下区域为液 相区,饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区,两曲线之间区域为气液共存区 气液两相呈平衡状态时,气液两相温度相同,但气相组成大于液相组成;若气液两相 组成相同,则气相露点温度大于液相泡点温度。 (2)xy图 xy图表示液相组成x与之平衡的气相组成y之间的关系曲线图,平衡线位于对角线的 平衡线偏离对角线愈远,表示该溶液愈易分离。总压对平衡曲线影响不大 、精馏原理 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的,精馏操作的依据是混合 物中各组分挥发度的差异,实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产牛上升蒸 汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上夲下逐级降低;精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温9 蒸 馏––––基本概念和基本原理 利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸 馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。 对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状 态参数的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）；吸收操作中则 采用从外界引入另一相物质（吸收剂）的办法形成两相系统。 一、两组分溶液的气液平衡 1． 拉乌尔定律 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律： pA=pA 0xA pB=pB 0xB=pB 0（1—xA） 根据道尔顿分压定律：pA=PyA 而 P=pA+pB 则两组分理想物系的气液相平衡关系： xA=（P—pB 0）/（pA 0—pB 0）———泡点方程 yA=pA 0xA/P———露点方程 对于任一理想溶液，利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成； 反之，已知一相组成，可求得与之平衡的另一相组成和温度（试差法）。 2． 用相对挥发度表示气液平衡关系 溶液中各组分的挥发度 v 可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表 示，即 vA=pA/xA vB=pB/xB 溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有： α=vA/vB=（pA/xA）/（pB/xB）=yAxB/yBxA 对于理想溶液： α=pA 0 /pB 0 气液平衡方程：y=αx/[1+（α—1）x] Α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。α愈大，挥发度差异愈大，分离愈易； α=1 时不能用普通精馏方法分离。 3． 气液平衡相图 （1）温度—组成（t-x-y）图 该图由饱和蒸汽线（露点线）、饱和液体线（泡点线）组成，饱和液体线以下区域为液 相区，饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区，两曲线之间区域为气液共存区。 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，但气相组成大于液相组成；若气液两相 组成相同，则气相露点温度大于液相泡点温度。 （2）x-y 图 x-y 图表示液相组成 x 与之平衡的气相组成 y 之间的关系曲线图，平衡线位于对角线的 上方。平衡线偏离对角线愈远，表示该溶液愈易分离。总压对平衡曲线影响不大。 二、精馏原理 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的，精馏操作的依据是混合 物中各组分挥发度的差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸 汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低；精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温