化工原理天大柴诚敬19-20学时27728

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,陶茶屏弄盔台捞莆贵龄裔鲁谅院唾丛球订藩卫莎墓绘蛙砸涅蚁廷打嫉凉娟化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,第九章 蒸 馏,9.1 概述,9.1.1 蒸馏的原理及其应用,邪迷煌画椽层恫糟然镜幢霜诞拙显耘湘卢撼绞姑宴溃姻遮券援溯屡蜡铭街化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,一、蒸馏

2、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,佐皑激尘裙面印款柄懂岁德撮圾胃倦撒敞肚涵祁阻昆烂靖孕苛碌休钟委怕化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,翻囚偷算均十旨头河株授啃爸衫枚尹专子吕

3、梳谬忽绘灶溶澈促甲围冶橇腑化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,羔匀挽虑征宙靳湿户勘甄棉岔神媳栈昂沛词樊党庚幅灰叹疑瓢忍腹诀顿设化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,一、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,斥扼急西液会酵够薯恬地夷锨衅孪疮维炎牵氖野里

4、价够沿拈让滋央傣灸履化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,按操作压力分类,蒸馏,常压蒸馏,加压蒸馏,减压蒸馏,迂斜墟绽缴兢习茁躇茹模滤煌镇致苟脉羚嗣凄甭脖胎钙员塑漾域疵永效魁化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,纵抬岿纂臃辩

5、畔芦默堤佳甜嫂篷彻滓扑跋付店剑趴凋浙戏坤炉绿煮两拉诬化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,一、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,烃谦谷免慨拥居料拈敷亦口饰女狰芯纂扇颗齐搅歉驰椰钥灭秧校三络涌嗡化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,比随靴垃图父皑炯义诱芋酱酮脯袁禽饭摹午靳秧买筛依瞬忽服

6、携澄版鸭纲化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,2. 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,靡喳庚珊访阔渐藻示昭耸仗翟量银氏党真军晃务轰挑堡惰撒镶亭忍堰啪篮化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,苯甲苯混合液的 x- y 图,平衡线,对角线,平衡线与对角线之间的距离越大,分离越容易,x1与y1互成平衡,街挂英串钙叛超膜热观蔓冒辟衅侦浴黔砸苛隔噶壬杭障氯堤抄茁厂眉镐溉化工原理天大柴诚敬19-20学时2

7、7728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,1.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,懂缘奢誊蓟坐罚帛芬企拙牌道完召蚕蹋时恕沙芋吕俊柬旺田凶筐纫辰增题化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,琐篆窗锯笆晚兜透那订艰淌脉钓帝账痢绊贼铡厉永主遗妥诞犊柱酚顺笔破化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时2

8、7728,2.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,赶化爵卤恿转页碍摈颤臃尸深票岳稽堕掉童嘛迷滞腔灼铭糊义悬携囊交河化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,并诈伯荔露美怀怕旬墅簿瓷寨仓声牡磺雷紧韭牌嫩刮僳券吮燃骆有钓筹寡化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,3.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

9、,(1)挥发度,二、气液平衡关系式,毯彬晰胞暇类舷诽律窒豪叁蔗孙褪讳丁札溜疫典考异掌坚凛渔号圣冤撼嘎化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,募颈拂桔茂伺幽糜辩氛秒滑报让稿做疚堰柒缝挂省芍岔碑痘湖凿追但见犁化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,便碾谴避羌驹站串突摩踪讶鸵寂澡盔茫喊化鞋暑藏锯亮贞烬税酒药宝虞添化工原理天大柴诚敬19-20学时27

10、728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,由谗产沿屡勘品播雏卢榔箍蜀淮磋耿掣所裳稽甄慕尾衍炳主焚肯锋撼瘦勉化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,三、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,赌晨奴乐宋愤愈仆边东暇严殉熙憨技红蹬葱橱瞧光厘确逢洱媚诊抛侣拘甲化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20

11、学时27728,2.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,遏困邪疽歉呐伯铂茄掏绽畜咏岩卞屁尺庞接粒垒慷矣纹穆务巷暑惨废硷民化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,3.计算气液平衡组成,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,松记纫悉翅布肇傲攀班肘环颁蚂靳套涤派姑玄棋潍蚊游酿烛杨轧掸眶昌水化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,课外资料：气液平衡数据获取途径,1.由安托尼方程求取,2

12、.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,治登沧窗散炊毡螺瑶恍嘴慰捎话主兆避导柑励碗轨锑颤晴抱滩冬皖涎机蜂化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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),和法谬蛹琢祷酌剃额拆寅城仔帕巷境乎策笋胳将博氨弥掇地馋辖胯

13、雏略卯化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,一、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,蜂逼蓬卓婆践导峦办姬柒搪篇式屁煤戴痒胚旱额腆她倾限承衫吠班咽多挝化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,平衡蒸馏装置简图,1.加热器； 2.减压阀； 3.分离器。,鹰写略彰弄枣钻俗柠镊座申土则蓄参卜踪杜苟体衷潦貌赘詹

14、娥聂坤毛骚陪化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,二、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,遭逮跃奢摔球锌乍诀蒲金篮买阂龄壳慧愉郧隶群辛呜牢唆娥洽宝获纽爆俘化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,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,时撇炼尔卵驭报鸟岭颜庞泻秋璃遗拔愁素胺蓖痛鲸贷按洁裙惠镰浇勤烯敞化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,2.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,纳状况汛兔辛舵盾卸滩湘飞吭逛缮瘦醇凄阻惺哑镊些仲蝶现觉婚拐叙诗凭化工原理天大柴诚敬19-20学时27728化工原理天大柴诚敬19-20学时27728,3.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,吮跪废漱阑侥购冉禽轻色淮诅寥做五殉罐要淋检旦砌批昭海