5.3 液体的精馏-1.ppt

1、,讲授 姜华,化 工 基 础,分离气体混合物采用什么操作？,分离液体混合物采用什么操作？,引 言,液液均相分离技术,蒸馏(distillation)是利用物系在发生相变过程中组分间挥发性的 差异，将液体混合物中各组分分离的操作。,蒸馏的方式：蒸馏是统称，包括简单蒸馏(simple distillation)、 平衡蒸馏(equilibrium distillation)、精馏等。,根据分离程度的不同， 蒸馏所得的产物,具有一定沸点范围的馏分(distillation cut),纯（接近于纯）的单独组分,5.3 液体的精馏(rectification,rectify),液液均相体系分离技术之一。

2、,精馏：是在同一设备中，使液相进行多次部分气化，气相进行多次部分冷凝以分离液体混合物的操作。,按照操作压力可分为：常压精馏、减压精馏和加压精馏。,按照操作是否连续可分为：连续精馏、间歇精馏。,按照原料中所含组分的多少可分为：双组分精馏、多组分精馏。,一、 精馏原理（两组分互溶体系的气液平衡关系）,精馏的依据：,组分间挥发性的差异,用气液平衡关系表达, 理想的两组分互溶体系,理想溶液：当互溶物质的化学结构及其性质都非常相近时， 由它们组成的溶液可以看作理想溶液(ideal solution)。如苯甲苯，甲醇乙醇体系,拉乌尔(Raoult)定律:在一定的温度下,理想溶液上方各组分的 饱和分压p与溶

3、液中各组分的摩尔分数x成正比：,pi*当时温度下该纯组分的饱和蒸气压。,（气液平衡关系）,理想的两组分互溶体系,理想的两组分互溶体系,易挥发组分 A,难挥发组分 B,(t xA),根据道尔顿分压定律:,(t yA),易挥发组分的含量（mol%）x，y,A(纯易挥发组分),（纯难挥发组分） B,0,txy相图表示的相平衡关系,1.0,露点曲线 ty,泡点曲线 tx,xy相图表示的相平衡关系,x/（mol）%,0,1,1,辅助线 y=x,气液平衡线,y/（mol）%,两组分相对挥发度越大，平衡线离对角线越远。,理想溶液气液平衡关系：,or,挥发度、相对挥发度,挥发度：,相对挥发度：,pA*和pB*

4、随温度升高而显著增大，但对理想体系，两者的比值变化不大，即相对挥发度可认为接近于一常数。,根据道尔顿分压定律：,同温度下，pA*pB*，即1,非理想的两组分互溶体系, 对拉乌尔定律有正偏差：,溶液中相异分子的排斥力大于相同分子的排斥力，使真实溶液比相同组成的理想溶液在同条件下有较高的蒸气压。,在特殊条件下出现最低恒沸点。,非理想的两组分互溶体系, 对拉乌尔定律有负偏差：,溶液中相异分子的吸引力大于相同分子的吸引力，使真实溶液比相同组成的理想溶液在同一条件下有较低的蒸气压。,在特殊条件下出现最高恒沸点。,压力对气液平衡的影响, 压力降低，体系的相对挥发度增大。, 物质的相对分子质量越大，相同的减

5、压下 所引起的沸点降低的值越大。,t-x-y相图表示简单蒸馏,x，y,A,B,0,1.0,t / , x1,。,t0,。,t1,。,y1,y1 x1,馏分(微量) y1,x2,y2,x3,y2,L,简单蒸馏的操作,馏 出 液,进料,馏残液,蒸 馏 釜,简单蒸馏的特点： 1、在蒸气引出的瞬间，蒸气液体间存在平衡关系；,2、过程进行中，蒸气液体组成及温度都随时间而变化非定态操作；,3、简单蒸馏是间歇的分批操作；,4、馏出液的平均组成与原始溶液和馏残液间只存在物料衡算关系，不存在直接的相平衡间的联系。,5、简单蒸馏不能将混合物作彻底的分离。,t-x-y相图表示平衡蒸馏,O,。,。,。,N,M, x1,t1,x2,y2,x，y,t / ,B,A,0,1.0,杠杆反比定律： 蒸气量:溶液量=V:L= NO:OM,。,V,溶液部分气化，溶液富集难挥发组分B。,蒸气部分冷凝，蒸气富集易挥发组分A。,闪蒸馏的优点是可以在相对较低的温度下有较高的馏出率。与简单蒸馏比较，在相同的温度时可产生较多的蒸气，换言之，相对地可使蒸馏在较低温度下进行。这对于高温易分解的物料尤为重要。,t-x-y相图表示多次部分气化,。,。, x0,t1,x1,y1,t / ,B,A,0,1.0,y2,x2,x3,y3,溶液经过一次部分气化, 溶液中富集难挥发组分B,多次部分气化可以得到接近于纯的难挥发组分(微量的),。,