6 蒸馏

1）温度－组成图（t－y－x图） 2）汽－液相平衡图（y－x图）

1）温度组成图（t—y—x图） P237
t-x(y) 图 代 表 的 是在 总 压 P
一定的条件下，相平衡时汽 （液）相组成与温度的关系。
在总压一定的条件下，将组成为 xf 的溶液加热至该溶液的泡点 tA，产 生第一个气泡的组成为 yA。 继续加热，随温度升高，物系变为 互成平衡的汽液两相，两相温度相 同组成分别为 yA 和 xA 。
平衡蒸馏的流程示意图

原料连续进入加热器中，加热至一定温度经节流阀骤然减压 到规定压力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离器中分开， 得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低 的底部产品。蒸汽与残液处于恒定温度与压力下，故气液两 相成平衡状态。
简单蒸馏和平衡蒸馏异同点
共同： 料液经一次汽化冷凝，只能使液体混合物得 到初步分离 不同： 1、简单蒸馏是间歇不稳定操作 2、平衡蒸馏是连续稳定操作 3、若汽化率相同，简单蒸馏较平衡蒸馏可获 得更好的分离效果，即流出液组成更高。
见P238
（6－8） （6－8）
（6－10）
2）用相对挥发度表示的气液平衡关系 （P241－242）
即挥发度ν=饱和蒸气压po
相对挥发度也是温度的函数
表示组分 A 较 B 易挥发； 值越大， 两个组分在两相中相对含量的差别越 大，越容易用蒸馏方法将两组分分离.
2、双组分理想溶液的气液平衡相图（ P237 ）
1）用饱和蒸汽压表示的气液平衡关系 2）用相对挥发度表示的气液平衡关系

2、双组分理想溶液的气液平衡相图
1)用饱和蒸汽压表示的气液平衡关系

拉乌尔定律：在一定温度下，汽相中任一组分的

蒸馏步骤流程文字
蒸馏是一种常见的分离混合物的方法,可以将液体混合物中的各组分按其不同沸点分离出来。

下面是典型的蒸馏步骤流程:
1. 准备工作:准备好蒸馏装置,包括蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器等。

确保所有部件连接牢固,无漏气情况。

2. 加热:将待蒸馏的混合液体加入蒸馏烧瓶中,开启加热装置,使混合液体逐渐升温沸腾。

3. 分馏:随着温度升高,混合液体中沸点较低的组分首先汽化,形成蒸气。

蒸气通过蒸馏头部进入冷凝管。

4. 冷凝:蒸气在冷凝管内被冷却冷凝,变回液体状态,滴入接收器中。

5. 分离:接收器中收集的液体即为首先冷凝的低沸点组分。

通过调节加热温度,可使其他组分依次汽化冷凝,从而实现混合液体的分离。

6. 终止:当所需组分已全部分离出来,或者剩余部分不再有新组分冷凝时,停止加热,结束蒸馏过程。

7. 收集样品:从接收器中分别取出已分离出的各组分液体,存储于相应的容器中。

蒸馏是一种常用的实验室分离技术,广泛应用于化学、制药、石油化工等领域,具有操作简单、分离效率高的特点。

如果塔顶过量的采出q’nD>qnD ， 1 则：qnW减小，由于FzF 恒定，势必 导致塔底B组分更多的进入塔顶产品 中，使 xD下降。引起塔顶产品不合 格，而塔底产品中B组分进一步提高 ，即过度分离。 结果：造成一端产品浓度不合格，即 xD,xW都降低

nD
D
qnF z F
1
措施——进料流量qnF或组成zF变化时, 及时调整采出量及进料位置，使之与 分离要求相匹配
最小回流比的计算： xD ye Rmin 设Ｅ(xe, ye) 则 Rmin1 xD xe
Rmin
x D ye ye xe
也可由精馏段操作线在y轴上 的截距yC确定 xD xD yC Rmin 1 Rmin y 1
C
求E点方法-- q线与平衡线方程联立 作图读数
小结：
1. 操作线方程
(1) 精馏段操作方程
R xD yn1 xn R 1 R 1
(2) 提馏段操作方程
q nL R q nD
qnL qqnF qnW yn1 xn xW qnL qqnF qnW qnL qqnF qnW
(3) q 线方程
q xF yq xq q 1 q 1
4. 进料位置
料液组成或热状态变化时，应及时调 整进料位置
Q为最佳进料位置
A--夹紧点 A周围出现恒浓区
• 最佳进料位置使理 论板数NT最少； • 非最佳进料位置会 造成返混，NT增加
三、故障分析诊断的方法
对精馏操作中出现的问题进行分析、处理， 称为精馏过程系统的故障分析诊断。 故障初步诊断：
（1）应用物料衡算关系检验塔采出量的合理。
R (R 1)qnD r qnV r C qnV qnL qnD ( R 1)qnD qnL RqnD

相同时进行多次部分冷凝和部分汽
化。 精馏条件：塔顶的液体回流和塔 釜的产生的蒸汽回流。
29
t P=定值 t1
t P=定值 t1 t2 t3 1 2 3
xW x1
xF
y1
yF
x(y)
x1
x2 xF x3 y1
y2 y3 x(y)
图6-10 一次部分气化的图
图6-11 多次部分气化和冷凝的示意图
30
V HF 加料板F L’ hF V’ H F+1
L' L q F
L L q F
'
F L V ' V L'
V ' V (q 1)F
41
V F L V F L V (1-q)F F qF L L’ 汽液混合进料
V ＝V (1 q)F
V’
V’
L’ 冷液进料
p p xA p
0 A 0 B

0 A

0 B
0 B
0 P pB xA 0 0 p A pB
xB 1 x A
——泡点方程
若平衡的气相为理想气体，可用道尔顿分压定律：
0 pA pA yA x P P
yB 1 y A
——汽液两相平衡组成间的关系
0 0 0 pA pA p pB f A (t ) p f B (t ) —露点方程 yA xA 0 0 p p pA pB p f A (t ) f B (t )
3
传质过程或分离操作：物质在相间的转移过程。
蒸馏：将液体混合物部分气化，利用各组分的挥发 度不同的性质以实现分离目的的操作。
易挥发组分（轻组份）：沸点低的组分 难挥发组分（重组份）：沸点高的组分