6.1双组分溶液的气液平衡关系 13相对挥发度( Relative volatility) a>1,表示组分A较B易挥发;α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;若α=1, yAⅹxA,此时不能用普通蒸馏方法分离该混合物。 对双组分物系有y2=1y4 代入并略去下标A可得 asvall ax 相平衡方程 x/xg 1+(a-1)x 若已知两组分的相对挥发度,可由上式确定汽液平衡组成。 对理想溶液,组分的挥发度v=p,所a P α值随温度变化相对较小,在一定的温度范围内,常取a的平均值 用于相平衡计算
6.1.3 相对挥发度（Relative volatility） 对双组分物系有yB=1-yA，xB=1-xA，代入并略去下标A 可得 ——相平衡方程 对理想溶液，组分的挥发度 = p o ，所以 ( )x x y 1+ −1 = 0 0 B A B A p p = = 值随温度变化相对较小，在一定的温度范围内，常取 的平均值 用于相平衡计算。 >1，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；若 =1， yA=xA，此时不能用普通蒸馏方法分离该混合物。 A B A B x x y y = 若已知两组分的相对挥发度，可由上式确定汽液平衡组成。 6.1 双组分溶液的气液相平衡关系
62平衡基馏与简单蒸馏 62.1平衡蒸馏 1.定义 平衡蒸馏是液体的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸馏操作。 生产工艺中溶液的闪蒸分离是平衡蒸馏的典型应用 闪蒸操作流程:一定组成的料液 被加热后经节流阀减压进入闪蒸 塔顶产品 室,液体因沸点下降变为过热而 骤然汽化,汽化耗热使得液体温 度下降,汽、液两相温度趋于 原料x加热器减压阀 闪 =蒸 致,两相组成趋于平衡。由闪蒸 室塔顶和塔底引岀的汽、液两相 即为闪蒸产品。 塔底产品
6.2 平衡蒸馏与简单蒸馏 6.2.1平衡蒸馏 1. 定义 平衡蒸馏是液体的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸馏操作。 生产工艺中溶液的闪蒸分离是平衡蒸馏的典型应用。 闪蒸操作流程：一定组成的料液 被加热后经节流阀减压进入闪蒸 室，液体因沸点下降变为过热而 骤然汽化，汽化耗热使得液体温 度下降，汽、液两相温度趋于一 致，两相组成趋于平衡。由闪蒸 室塔顶和塔底引出的汽、液两相 即为闪蒸产品。 闪 蒸 罐 塔顶产品 yA xA 加热器 原料液 塔底产品 Q 减压阀
6.2平衡茶与篇坐茶缨 闪蒸过程可通过物料衡算、热量衡算以及相平衡关系求解所需参数。 下面以两组分混合液连续稳定闪蒸过程为例给予说明 2.物料衡算 总物料衡算 yD,te F=D+w F,xe tE 加热器阀 闪 易挥发组分的物料衡算 蒸 Ita Dyn +wx D 两式联立可得 w, xu te D xr-x F yD-x 式中:F、D、W—进料流率和出塔汽液相产物的流率, kmol/s x灬、y、x料液组成以及出塔汽、液相产物的摩尔分数
闪蒸过程可通过物料衡算、热量衡算以及相平衡关系求解所需参数。 下面以两组分混合液连续稳定闪蒸过程为例给予说明。 2. 物料衡算 总物料衡算 式中：F、D、W ——进料流率和出塔汽.液相产物的流率，kmol/s； xF、yD、xW——料液组成以及出塔汽、液相产物的摩尔分数。 易挥发组分的物料衡算 两式联立可得 FxF = DyD +WxW D W F W y x x x F D − − = 闪 蒸 罐 D, yD, te yD 加热器 F, xF, tF W, xW, te Q 减 压 阀 xW t0 F = D+W 6.2 平衡蒸馏与简单蒸馏
6.2平衡蒸与简单茶 若设液相产物占总加料量的分率为q,即WF=q,则汽化率为 DF=(1-q),代入上式整理可得 上式表示了汽化率与汽、液相组成的关系。 3.平衡关系 平衡蒸馏过程可认为经部分汽化或部分冷凝后所得的汽液两相呈 平衡,即yx符合平衡关系。 yD=1+(a-1)w 若已知进料组成xF和生产任务所要求的汽化率(1-q),结合物料 衡算式可求得汽液相组成y、x
若设液相产物占总加料量的分率为 q，即W/F=q，则汽化率为 D/F =(1-q)，代入上式整理可得 1 −1 − − = q x q qx y W F D 上式表示了汽化率与汽、液相组成的关系。 平衡蒸馏过程可认为经部分汽化或部分冷凝后所得的汽液两相呈 平衡，即 yD~xW 符合平衡关系。 3. 平衡关系 若已知进料组成 xF 和生产任务所要求的汽化率 (1-q)，结合物料 衡算式可求得汽液相组成yD、xW。 ( ) W W D x x y 1+ −1 = 6.2 平衡蒸馏与简单蒸馏
6.2平衡蒸与生蒸繽 4.热量衡算 料液由进料温度t升至t需供给的热量Q为 闪蒸后,料液温度由ω降至平衡温度t,若不计热损失,则料液 放出的显热全部用于料液的部分汽化所需的潜热,即 FCpn(o-1)=(1-g)Fr 由上式可得 =t2+( 通过以上诸式,在q为已知的条件下,由物料衡算与相平衡关系 求得yD、x后,由温度组成相图求t2,进而求to 汽化量大,(1-q)值大,闪蒸前料液温度需加热至更高的值
料液由进料温度tF升至 t 0需供给的热量Q 为 闪蒸后，料液温度由 t 0降至平衡温度 t e，若不计热损失，则料液 放出的显热全部用于料液的部分汽化所需的潜热，即 4. 热量衡算 ( ) pm F Q = FC t −t 0 FC (t t ) ( q)Fr pm 0 − e = 1− ( ) pm e C t t q 0 = + 1− 通过以上诸式，在 q 为已知的条件下，由物料衡算与相平衡关系 求得yD、xW后，由温度-组成相图求t e，进而求 t 0。 汽化量大， (1-q) 值大，闪蒸前料液温度需加热至更高的t 0值。 由上式可得 6.2 平衡蒸馏与简单蒸馏