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第六章蒸 馏
相平衡
【6-1】苯(A)和甲苯(B)的饱和蒸气压数据如下。
温度 苯饱和蒸气压 甲苯饱和蒸气压 温度 苯饱和蒸气压 甲苯饱和蒸气压
/C o (PB)/ kPa (pB)/ kPa /C o (PB)/ kPa (pB)/kPa
80.1 101.33
38.8 100 179.19 74.53
84 113.59 44.40 104 199.32 83.33
88 127.59 50.60 108 221.19 93.93
92 143.72 57.60 110.6 234.60 101.33
96 160.52 65.55
根据上表数据绘制总压为 101.33kPa时苯一甲苯溶液的t-y x图及y x图。此溶液服从拉乌
尔定律。
解 计算式为
0 0
p PB PA x 0 0, y x PA PB p
计算结果见下表
苯-甲苯溶液的t x y计算数据
温度(t)/C
x 0 P PB y 0 PA ——x P 0
PA P J
B
80.1
1.0
1.0
101.33 44.4 113.59
0.823 0.823 0.923 84 113.59 44.4 101.33
101.33 50.6 127.59
O O 0.659 0.659 0.830 88 127.59 50.6 101.33
101.33 57.6 143.72
92 0.508 — 0.508 0.721 143.72 57.6 101.33
101.33 65.66 160.52
96 0.376 0.376 0.596 160.52 65.66 101.33
100 101.33 74.53 0.256 179.19 0.256 0.453
179.19 74.53 101.33
第六章 蒸馏与吸收设备
实训内容
（一） 板式精馏塔设备
1开车准备
（1） 对塔设备进行全面检查。逐层检查所有塔板，确认安装正确，塔板、阀和降液管清洁无杂物；检查溢流口尺寸、堰高等应符合要求；检查所有塔盘紧固件紧固安装；分布器安装定位正确，分布孔畅通。
（2） 检查泵、风机、换热器性能完好，按规定加好润滑油脂，运转部件转动灵活，冷却水畅通，各设备内、外洁净无杂物。
（3） 检查所有新配管、新焊缝等的强度和致密性，进行水压试验和气密性试验，确保合格（特殊情况不能做强度试验，则必须100%X射线探伤合格）。
（4） 对设备、管道、配件进行空气吹（清）扫等清洁工作，以免焊渣等杂物对设备、管道、管件、仪表造成堵塞。
（5） 在系统不需要进人工作、动火作业已完成、检查气密性以前，可以按需要安排拆除盲板，并按盲板台账逐块核实、销账，防止遗漏。
（6） 用水冲洗塔设备后可对系统通水进行水循环，以打通流程，检查工艺缺陷和设备、仪表的性能。水循环结束后，放净存水，用压缩空气吹干。对于低温操作的设备塔，还应严格要求系统内的含水量，以防降温后冻堵。
（7） 用氮气将系统内的空气都置换出去，是系统内氧含量达安全规定（0.2%以下）。对氧含量有更高要求的装置按工艺要求控制。
（8） 投料前，要确保全部仪表、安全阀处于投运状态。
2投料开车操作
（1） 缓慢打开进料阀，平稳进料。
（2） 当塔釜中见到液位后，开启再沸器和各加热器的热源，开启塔顶冷凝器和各冷却器的冷源，逐渐将釜温升到工艺操作温度。
（3） 控制好塔压力，因为稳定塔压力是操作的基础。随着塔内压力的增大，应当开启塔顶通气口，排除塔内的空气或惰性气体，进行压力调节。
（4） 随着塔压力的建立，塔顶冷凝器开始出现凝液，回流罐逐渐建立起液面。当液面达到1／3时，启动回流泵，逐步提高回流量，当达到规定值时，转为自动控制。
如果回流液是低沸点物质，回流温度低，回流泵在启动前必须按照泵的操作说明书规定进行预冷，遇冷时必须不断盘车。
1 / 11 第六章 蒸 馏
建湖县职业技术教育中心 张连广
【学习要求】
1、掌握理想溶液的相平衡关系、相图和用相对挥发度表示的相平衡方程。
2、掌握精馏原理，熟悉精馏流程。
3、掌握精馏塔的物料衡算及操作线方程。
4、了解五种进料对蒸馏操作的影响。
5、理解理论板数的求法。
6、理解回流比对精馏操作的影响。
7、了解板式塔的结构与特点及流体力学特性。
【知识精讲】
一、概念
1、蒸馏的概念
蒸馏是利用液体混合物中各组分挥性的不同，或沸点的不同使各组分得到分离的单元操作。
2、蒸馏操作的分类
按操作方式可分为简单蒸馏、精馏及特殊精馏。
按操作压力蒸馏可分为常压、加压及减压蒸馏。 按被分离混合物中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。
按操作是否连续可分为连续蒸馏和间歇蒸馏。
3、拉乌尔定律
在一定温度下平衡时溶液上方蒸气中任一组分的分压，等于此纯组分在该温度下饱和蒸气压乘以其在溶液中的摩尔分率，即P＝P0x。
xA=P-P0AP0A-P0B
yA=P0AxAP0AxA+P0B(1-xA)
4、气液平衡相图
①温度－组成（t-x-y）图
上侧虚线，此线称为饱和蒸气线，亦称气相线、露点线
下侧实线，此线称为饱和液体线，亦称液相线、泡点线
②相平衡（x－y）图
x－y线表示液相组成和与之平衡的气相组成间的关系。
此线偏离对角线愈远，表示该溶液愈容易分离。
5、挥发度和相对挥发度
挥发度是表示某中液体容易挥发的程度。 2 / 11 相对挥发度是指两组分挥发度之比，以a表示。
对于理想溶液，则a＝PA0PB0 ［a＝y(1-x)x(1-y) ］
用相对挥发度表示的气液相平衡关系为：y=ax1+(a-1)x
6、简单蒸馏
①概念
使混合液在蒸馏釜中逐渐受热气化，并不断将生成的蒸气引入冷凝器内冷疑，以达到混合液中各组分得以部分分离的方法。称为简单蒸馏或微分蒸馏。
②简单蒸馏主要应用于：
⑴分离沸点相差较大；
2.恒摩尔流: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 xn
V Xn_i
4）进料位置：塔的中部某处 塔设备
三、相平衡关系
t-x-y相图（由实验得出）
表示方法 1•相图电刊相图（来自“.y相图，常用）
2.相对挥姬 儿 l + (a-l)x4 （含相对挥）
四、 理论板的概念和恒摩尔流的假设
理论板的定义：离开该板时气液两相互为平衡。
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5.
6 •板式塔
