POLYTECHNIC TECHN MONGOLIA 例Ⅰ理想溶液简单蒸馏时,某时刻釜残液量爪mol与易挥 发组分组成题(摩尔分率)之间有如下关系式 LYTECHNT历ER INER MOY a-ho/a +In INNER MONGOL 式中:F为初始料液量,kmlx(摩尔分率)为初始浓 度,α为平均相对挥发度。对苯一甲苯溶液,xF=0.6, F=10km0l,a=2.5,在101,3Pa下进行简单蒸馏。试求:) (1)蒸馏到残液浓度x2=0.5为止,馏出液的量D和平均浓 度;(2)若蒸馏至残液量为原加料的一半时,残液的浓度 lOd LIS8cAIN VI O INNER MONGOL IA UNIVERSITY POLYTECHNIC ER MCNGOL IA 12021年2月21日 OLYTEO 第三章蒸馏 21/91
2021年2月21日 第三章 蒸馏 21/91 例1 理想溶液简单蒸馏时，某时刻釜残液量Wkmol与易挥 发组分组成x2（摩尔分率）之间有如下关系式 式中：F为初始料液量，kmol；xF（摩尔分率）为初始浓 度， α为平均相对挥发度。对苯—甲苯溶液，xF=0.6， F=10kmol，α=2.5，在101.3kPa下进行简单蒸馏。试求： （1）蒸馏到残液浓度x2=0.5为止，馏出液的量D和平均浓 度；（2）若蒸馏至残液量为原加料的一半时，残液的浓度。 − − + − − − = F F F x x x x x x W F 1 1 ln (1 ) (1 ) ln 1 1 ln 2 2 2
MONGOLIA 解:(1) In hn/=( +hn 0.6×(1-0.5) 1-0.5 In +In VIEi W2.5-1L0.5×(1-06 -0.6=0. ER MONGOL SIC UNIVERSITY POLYTECHNIC UN INNER MONGOL IA 解得 W 6.11 kmol exp(0.4934) R MCNGO D=F-W=10-6.11=3.89kmOl .LA TOd LIsecAIN ONGOLIA 少Fx-m210×0.6-611×0.5=07571 下=B1338 UNIVERSITY ER MCNGOL IA POLYTEC 12021年2月21日 OLYTEO 第三章蒸馏 22/91
2021年2月21日 第三章 蒸馏 22/91 解：（1） 解得 0.4934 1 0.6 1 0.5 ln 0.5 (1 0.6) 0.6 (1 0.5) ln 2.5 1 10 1 ln 1 1 ln (1 ) (1 ) ln 1 1 ln 2 2 2 = − − + − − − = − − + − − − = W x x x x x x W F F F F W 6.11 kmol exp(0.4934) 10 = = D = F −W =10 − 6.11= 3.89 kmol0.7571 3.89 2 10 0.6 6.11 0.5 = − = − − = F W Fx Wx y F
POLYTECHNIC TECHN MONGOLIA (2)依题意W=F2,将有关数据代入题给方程 F In 0.6×(1-x2) +hn 时AF/22.5 x2×(1-0.6) 0.6 INER MONGOL OLYTEO 整理后得25h(1-x2)-hx2+07402=0 试差法求得x2=04569P0L1aNC NIVERSITY POLYTECHNIC L VI O INNER MONGOL IA UNIVERSITY POLYTECHNIC ER MCNGOL IA 12021年2月21日 OLYTEO 第三章蒸馏 23/91
2021年2月21日 第三章 蒸馏 23/91 （2）依题意W = F/2，将有关数据代入题给方程 整理后得 试差法求得x2=0.4569 − − + − − − = 1 0.6 1 ln (1 0.6) 0.6 (1 ) ln 2.5 1 1 / 2 ln 2 2 2 x x x F F 2.5ln(1− x2 )−ln x2 +0.7402 = 0
TECHN o平衡蒸馏和简单蒸馏过程在相图上的表示 温度为t的原料液加热到t,nC 部分汽化、分离,所得汽相组 成为y,液相组成为x INER M/GoL 此分离过程不会使y>y 行一次部分汽化的过程,只能 起到部分分离的作用。因此, 这种方法只适用于要求粗分或 粗加工的场合。要使混合物中 INNER MONGOL A Xw x d 的组分得到几乎完全的分离, YyD 必须进行多次部分汽化和部分 冷凝的过程。 UNIVERSITY POLYTECHNIC 12021年2月21日 OLYTEO 第三章蒸馏 2491
2021年2月21日 第三章 蒸馏 24/91 平衡蒸馏和简单蒸馏过程在相图上的表示： 温度为tF的原料液加热到t1， 部分汽化、分离，所得汽相组 成为y，液相组成为x。 此分离过程不会使y>yD、 x<xW。 由此可见，将液体混合物进 行一次部分汽化的过程，只能 起到部分分离的作用。因此， 这种方法只适用于要求粗分或 粗加工的场合。要使混合物中 的组分得到几乎完全的分离， 必须进行多次部分汽化和部分 冷凝的过程。 t xW x xF y yD tF t1
33精馏原理和流程 TECHN INNER MONGOL IA 3.3.1精馏原理 POLYTECHNIC UNIVERSI 将部分汽化得到的汽相经过n INER M/GoL 次部分冷凝后,最终产品组成 为yn。次数愈多,组成愈高,最 后可得到几乎纯态的易挥发组 分 POLYTECH 将部分汽化得到的液相经过m 次部分汽化后,最终产品组成 为xm。次数愈多,组成愈高, 0最后可得到几乎纯态的难挥发 m n yp y 组分。 字 R UNIVERSITY POLYTECHNIC ER MCNGOL IA 12021年2月21日 OLYTEO 第三章蒸馏 25/91
2021年2月21日 第三章 蒸馏 25/91 3.3 精馏原理和流程 3.3.1 精馏原理 将部分汽化得到的汽相经过n 次部分冷凝后，最终产品组成 为yn。次数愈多，组成愈高，最 后可得到几乎纯态的易挥发组 分。 将部分汽化得到的液相经过m 次部分汽化后，最终产品组成 为xm。次数愈多，组成愈高， 最后可得到几乎纯态的难挥发 组分。 t xW xF yD tF xm yn