工艺061、062《化工过程及设备》教案幻灯片.pptVIP

重 庆 市 工 业 学 校 班级：工艺061、工艺062 《化工过程及设备》（下册） 第六章 液体精馏 6.1 蒸馏概述 6.2 双组分溶液的气、液相平衡 6.3 平衡蒸馏与简单蒸馏 6.4 精馏 6.5 双组分精馏的设计型计算 6.6 双组分精馏的操作型计算 6.7 间歇精馏 6.8 恒沸精馏与萃取精馏 6.1蒸馏概述 本章讨论分离均相液体混合物最常用最重要的方法—液体蒸馏及精馏。要注意蒸馏及精馏的区别。 ⑴蒸馏及精馏的分离依据 ⑵工业蒸馏过程 ⑶讨论几个问题 ⑷精馏操作的费用和操作压强 6.1蒸馏概述 ⑴蒸馏及精馏的分离依据 液体均具有挥发成蒸汽的能力，但各种液体的挥发性个不相同。习惯上，将液体混合物中的易挥发组分A称为轻组分，难挥发组分B则称为重组分。将液体混合物加热至泡点以上沸腾使之部分汽化必有yAxA；反之将混合蒸汽冷却到露点以下使之部分冷凝必有xByB。上述两种情况所得到的气液组成均满足: 部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离，它们均是籍混合物中各组分挥发性的差异而达到分离的目的，这就是蒸馏及精馏分离的依据。 6.1蒸馏概述 ⑵工业蒸馏过程 ①平衡蒸馏（闪蒸） 平衡蒸馏又称闪蒸，系连续定态过程，其流程如下图。 6.1蒸馏概述 ⑵工业蒸馏过程 ②简单蒸馏 简单蒸馏为间歇操作过程，其流程如下图。 6.1蒸馏概述 ⑶讨论几个问题 ①平衡蒸馏及简单蒸馏产生的汽液相其组成服从什么关系？此 外，蒸馏时各股物料和各组分还应满足另一种关系，是什么 关系？ ②平衡蒸馏和简单蒸馏能否实现高纯度的分离，为什么？ ③如何蒸馏可得到高纯度的产品？ ④能否利用多次平衡蒸馏或多次简单蒸馏实现高纯度分离？为 什么？ ⑤工业上如何利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理实现连 续的高纯度分离，而流程又不太复杂呢？ 6.1蒸馏概述 ⑷精馏操作的费用和操作压强 蒸馏和精馏都是通过气化、冷凝达到分离提浓的目的的。液体加热气化需要耗热，气相冷凝则需要提供冷却量，因此，蒸馏和精馏都是能耗很高的单元操作，采用何种措施达到节能降耗是精馏过程研究的重要任务。此外，蒸馏过程中的液体沸腾温度和蒸汽冷凝温度均与操作压强有关，故工业蒸馏的操作压强应进行适当的选择。加压精馏可使冷凝温度提高以避免使用费用很高的冷凝器或者在常压下为气态混合物（如烷、烃类混合物），沸点很低，需加压使其成液态后才能精馏分离；减压精馏可使沸点降低以避免使用高温载热体，沸点高且又是热敏性混合物精馏宜用减压精馏；除上述情况外以外一般用常压精馏。 6.2 双组分溶液的气、液相平衡 6.2.1理想物系的气液相平衡 6.2.1非理想物系的气液相平衡 6.2.1 理想物系的气液相平衡 （2）x~t（泡点）关系式 液相为理想溶液，服从拉乌尔定律： 气相为理想气体，符合道尔顿分压定律： 6.2.1 理想物系的气液相平衡 (2)x~t（泡点）关系式 混合液沸腾的条件是各组分的蒸汽压之和等于外压，即 6.2.1 理想物系的气液相平衡 （2）x~t（泡点）关系式 纯组分的蒸汽压与温度的关系式可用安托因方程表示，即 故与的关系为非线性关系，已知求用上式很方便，但是已知求泡点要用试差法（迭代法）求。 6.2.1 理想物系的气液相平衡 （3）y~t（露点）关系式 指定用上述方法求出后用道尔顿分压定律求，即 6.2.1 理想物系的气液相平衡 （4）y~t（或y）关系式 将用上述方法求出的的数据画在同一张图上，就得到下图。 6.2.1 理想物系的气液相平衡 (4)t~x（或y）关系式 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 ）。 。 ②两线：t~x线为泡点线，泡点与组成有关；t~y线为露点线，露点与组成y有关。 6.2.1 理想物系的气液相平衡 （4)y~t(或y)关系式 ③ 3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，