第六章 蒸馏技术

恒摩尔气流 恒摩尔液流
注意：V不一定等于V′，L不一定等于L′
溶液中两组分的摩尔汽化热相等，即rA rB； 因汽液两相温度不同而传递的热量可忽略； 假定 精馏塔保温良好，其热量损失可以忽略。
三、进料热状态参数q
1.进料热状况的定性分析：
A — — 过冷液体；
B — — 饱和液体；
加料板及其以下 ——提馏段
加料板以上 ——精馏段
间歇精馏：
——只有精馏段， 没有提馏段
第三节 双组分连续精馏的计算与分析
设计型计算： 操作型计算：
一、全塔物料衡算
F、D、W — kmol( A B) h
xF、xD、xW — kmolA kmol( A B) 总物料：F D W
Ln1 温度 易挥发汽化多
Vn yn
气相
液相
yn yn1 xn xn1
Ln1 x n1
Ln xn
n-1 n n+1
塔顶：纯A 塔釜：纯B
Vn1 y n 1
yn+1 tn+1 tn tn-1 xn
G O P
yn
t/℃
xn-1
0
x或y
1.0
加料位置 ——与原料液组成和温度相近的板上进料
240 101.33
pA
pB
0
,kPa ,kPa
101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 40.0 46.0 54.0 63.3 74.3 86.0
0
温度℃
80.1
85
90
95
100
105
110.6 240
pA
0
,kPa

汽液相平衡，是指溶液与其上方蒸汽达到平衡 汽液相平衡，是指溶液与其上方蒸汽达到平衡时 平衡时 气液两相间各组分组成的关系。 气液两相间各组分组成的关系。 理想溶液的汽液相平衡服从拉乌尔 拉乌尔(Raoult)定律 定律。 理想溶液的汽液相平衡服从拉乌尔(Raoult)定律。 因此对含有A 组分的理想溶液可以得出： 因此对含有A、B组分的理想溶液可以得出： PA=PAoxA 1a） （6-1a） PB=PBoxB= PBo（1-xA） 1b） （6-1b）
6.2 双组分溶液的气液相平衡
☺ ☺ ☺ ☺ ☺ ☺
6.2.1 理想溶液的气液相平衡 6.2.2 温度组成图(t-y-x图) 温度组成图(t6 . 2 . 3 y -x 图 6.2.4 挥发度与相对挥发度 6.2.5 非理想溶液的汽液相平衡 本节小结
6.2.1 理想溶液的气液相平衡（1）
☺
☺ ☺ ☺ ☺
t → x( y ) x− y
本节小结（2）
☺
☺ห้องสมุดไป่ตู้
☺
☺
2）在一定外压下，纯组分的饱和蒸汽压与外压 在一定外压下， 相等时，液体开始沸腾，其对应的温度称为沸点， 相等时，液体开始沸腾，其对应的温度称为沸点， 可见，外压一定时，纯组分的沸点为一定值。 可见，外压一定时，纯组分的沸点为一定值。 在一定外压下，液体混合物的沸腾温度称为泡点， 在一定外压下，液体混合物的沸腾温度称为泡点， 泡点与混合物的组成有关。 泡点与混合物的组成有关。 (t- y)图上可见 图上可见， 在(t-x-y)图上可见，表示不同组成液体混合物的 泡点温度（ x=0到x=1.0）为泡点曲线。 泡点温度（从x=0到x=1.0）为泡点曲线。 在该曲线上，对应x=0(即 =0， =1.0)的温度为 在该曲线上，对应x=0(即xA=0，xB=1.0)的温度为 B组分的沸点；对应x=1.0(即xA=1.0，xB=0) 的温 组分的沸点；对应x=1.0(即 =1.0， 度曲线为A组分的沸点。 度曲线为A组分的沸点。

(6 - 13) (6 - 13a )
§6.2 双组分物系的汽液相平衡
三. 两组分理想溶液的汽液平衡相图
用相图表达平衡关系直观、清晰，图解方便。 常用的相图有两种： t - x - y 图 x-y图 1.温度组成图 ( t-x-y 图) 构成要素： 一组坐标 (x, y, t) 两个点 (A, B) 两条线 (te-x, td-y) 三个区 五种状态 应用： ① 蒸馏操作区：共存区 ② t, x, y三者知其中之一， 便可知其余。
冷凝器
蒸馏釜 接受器 原料液 蒸汽 馏出物
釜残液
图6-8 简单蒸馏装置
6.3.2 简单蒸馏
二.简单蒸馏计算
假设某瞬间釜液量为L (kmol)、 组成为x, 经时间dτ后, 釜液增量 为- dL, 轻组分组成增量为- dx ; 馏出液中的轻组分组成为y; 对轻组分作物料衡算：
(L, x)
d 时刻后
基本原理——加热形成汽液两相物系，利用物系中
各组分的挥发度差异实现分离。 特点 1) 无需外加其它组分,无需后续分离;
2) 也可用于均相气体、均相固体混合物的分离；
3) 能耗高，操作设备要求高。 蒸馏的分类： 操作流程 (间歇、连续)
蒸馏方式 (简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏)
操作压强 (常压、减压、加压) 待分组分 (双组分、多组分)
式( 6-18) 称为闪蒸操作线方程,
0
x
xF
x x F /q
1.0
在 x – y 图上为一条通过 ( xF , xF ) 点截距为 xF / (1－ q) 的直线。
闪蒸操作线示意图
平衡蒸馏
二.热量衡算
热量计算就是加热器的热负荷计算。是设计换热器、安排

蒸憾小结
一、定义：利用液体混合物各组分沸点（或挥发度）的不同，经过多次部分汽化与部分冷凝，将液体混合物分离与提纯的过程，称为精馅操作。

二精馅装置及流程
1）塔顶：产品（易挥发性组分）D及回流液L
2）塔底：难挥发性产品W及上升蒸汽W
3）塔内：始终有一股至下而上的蒸汽V及一股
至上而下的液体L ,且两者在每块塔板上进行传质
和传热，结果：上升蒸汽中易挥发组分不断增
加，即y…>y* 下降液体中易挥发组分不断减少, 即x n
塔设备
V X n_i
4）进料位置：塔的中部某处
三、相平衡关系
t-x-y相图（由实验得
出）
1•相图电刊相图（来自“.y相图，常用）
表示方法
（含相对挥）
2.相对挥姬儿l + (a-l)x
4
理论板的概念和恒摩尔流的假设
四
、
理论板的定义：离开该板时气液两相互为平衡。

2.恒摩尔流:
o n Q
(盂)S I
龜棊b)
w <長
£
+a x a H
工XH
Ai+aHH
迂 0 ・
Q
?
M W
.M ng K 纂
((圧邂)M )
M(z
〜
I I) n i
'X I —
I
E E
M
—
p x H - 親耀s 蛋垢回co w 撫養蛊泰^W S B 暫F x 训：竄
(益漿)兀―垢回轴*<
5.
6 •板式塔。