§51概述 从焦炉煤气中回收粗苯(苯、 在相分离器内:过热水蒸 甲苯、二甲苯等)的生产流 汽和粗苯蒸汽混合物冷凝 程图如图5-1所示 后因两种凝液不互溶,并 在吸收塔内:焦炉煤气与洗 依据密度不同而分层,粗 油(焦化厂副产品,数十种C 在上,水在下。分别引 H化合物的混合物)逆流接触, 出则可以得到粗苯产品 气相中粗苯蒸汽被洗油吸收, 从而实现混合物的分离 脱苯煤气从吸收塔顶排出 解吸后的液相成为贫油, 吸收粗苯后的洗油,称为富 经过冷却器降温后,再进 油; 入吸收塔循环使用 在解吸塔内:利用过热蒸汽 如此循环往复,从而实现 对其解吸,在解吸塔顶排出 吸收和解吸的联合操作过 的气相为过热水蒸汽和粗苯 蒸汽混合物 相分离器的原理是两种液体 不互溶,且密度有差异
§5.1 概述 • 从焦炉煤气中回收粗苯（苯、 甲苯、二甲苯等）的生产流 程图如图5-1所示。 • 在吸收塔内：焦炉煤气与洗 油（焦化厂副产品，数十种C、 H化合物的混合物）逆流接触， 气相中粗苯蒸汽被洗油吸收， 脱苯煤气从吸收塔顶排出； 吸收粗苯后的洗油，称为富 油； • 在解吸塔内：利用过热蒸汽 对其解吸，在解吸塔顶排出 的气相为过热水蒸汽和粗苯 蒸汽混合物； • 相分离器的原理是两种液体 不互溶，且密度有差异。 • 在相分离器内：过热水蒸 汽和粗苯蒸汽混合物冷凝 后因两种凝液不互溶，并 依据密度不同而分层，粗 苯在上，水在下。分别引 出则可以得到粗苯产品， 从而实现混合物的分离； • 解吸后的液相成为贫油， 经过冷却器降温后，再进 入吸收塔循环使用； • 如此循环往复，从而实现 吸收和解吸的联合操作过 程
§51概述 五.溶剂的选择 溶剂的挥发性要小,即蒸 口溶剂又称吸收剂,选择良好的 压低,以减少溶剂的损失量 吸收剂是设计吸收过程的重要 溶剂的粘度要低,这样有利 环 气、液接触,提高吸收速 率,也便于输送 选择原则 无毒; 吸收剂对溶质应有较大的溶解 难燃; 度,以提高吸收速率,减少吸 收剂的用量; 腐蚀性小; 同时为了便于吸收剂的再生回 易得价廉; 用,其溶解度应随操作条件的 易于再生利用; 改变有显著的差异 不污染环境 吸收剂对溶质应有良好的选择 性,即对于混合气中待吸收组 分的溶解度要大,对其余组分 的溶解度要小
§5.1 概述 五. 溶剂的选择 溶剂又称吸收剂，选择良好的 吸收剂是设计吸收过程的重要 一环； 选择原则 • 吸收剂对溶质应有较大的溶解 度，以提高吸收速率，减少吸 收剂的用量； • 同时为了便于吸收剂的再生回 用，其溶解度应随操作条件的 改变有显著的差异； • 吸收剂对溶质应有良好的选择 性，即对于混合气中待吸收组 分的溶解度要大，对其余组分 的溶解度要小； • 溶剂的挥发性要小，即蒸气 压低，以减少溶剂的损失量； • 溶剂的粘度要低，这样有利 于气、液接触，提高吸收速 率，也便于输送； • 无毒； • 难燃； • 腐蚀性小； • 易得价廉； • 易于再生利用； • 不污染环境
§52气液相平衡 气液平衡关系 气相中只有溶质A和惰性气体 亨利定律 B两个组分,液相中只有溶质A和 过程方向判断与过程推动力吸收剂(溶剂)S两个组分 单组分物理吸收的气液平衡 关系如图5-2所示。 引子 Gas 溶质在气、液相间的平衡关 系是分析判断溶质在相间传递过 程中的方向、极限以及确定传递 过程推动力大小的依据。 气液平衡关系 11 本节只讨论单组分物理吸收 的气液平衡关系,即: 图5-2单组分物理吸收气液平衡
§5.2 气液相平衡 一. 气液平衡关系 二.亨利定律 三. 过程方向判断与过程推动力 引子： 溶质在气、液相间的平衡关 系是分析判断溶质在相间传递过 程中的方向、极限以及确定传递 过程推动力大小的依据。 一. 气液平衡关系 本节只讨论单组分物理吸收 的气液平衡关系，即： 气相中只有溶质A 和惰性气体 B两个组分，液相中只有溶质A和 吸收剂（溶剂）S 两个组分。 单组分物理吸收的气液平衡 关系如图5-2所示。 图5-2 单组分物理吸收气液平衡
§52气液相平衡 1、气液平衡关系的确定 液平衡就确定了 (1)根据相律,单组分物理吸收(4)小结:在温度t和总压P 体系的自由度F应为: 定的条件下,气液相平衡时, F=C-①+2=3-2+2=3相组成是液相组成的单值函数。 式中:相数④=2(为G、L)(5)平衡时气液相组成的表示 组分数C=3(分别为A、B、S) 气相中溶质的分压,称为平 (2)由F=3知:三组分气液两 衡分压或饱和分压 相平衡时,在温度t和总压P和气 液相中溶质的组成,称为平 液组成四个变量中,有三个是独 衡组成,或者称为气体在液 体中的溶解度; 立变量,另一个是它们的函数。(6)实际上,对于多数体系,在 (3)约束条件说明: 总压P不很高的情况下,可以认为 G:yA+y3=1L:XA+ⅹs=1气体在液相中的溶解度只取决于 所以P、t、yA、XA中知道三个,该气体在气相中的分压,与P无关
§5.2 气液相平衡 1、气液平衡关系的确定 （1）根据相律，单组分物理吸收 体系的自由度F应为： F＝C－＋2＝3－2＋2＝3 式中：相数 ＝2 （为G、L） 组分数C＝3（分别为 A、B、S） （2）由F＝3知：三组分气液两 相平衡时，在温度t和总压P和气、 液组成四个变量中，有三个是独 立变量，另一个是它们的函数。 （3）约束条件说明： G : yA ＋ yB ＝1 L : XA ＋ XS ＝1 所以:P、t、 yA 、 XA中知道三个, 气、液平衡就确定了。 （4）小结：在温度t和总压P一 定的条件下，气液相平衡时，气 相组成是液相组成的单值函数。 （5）平衡时气液相组成的表示 • 气相中溶质的分压，称为平 衡分压 或饱和分压； • 液相中溶质的组成，称为平 衡组成 ，或者称为气体在液 体中的溶解度； （6）实际上，对于多数体系，在 总压P不很高的情况下，可以认为 气体在液相中的溶解度只取决于 该气体在气相中的分压，与P无关
§52气液相平衡 2、气液平衡关系的测定 分别从这三图中查得在P=60kPa、 气液平衡关系一般通过实验t=20℃时NH3、SO2、O2在水中 测出。前人做了很多的工作,故的溶解度为:390g/1000g、 我们可以查阅文献和有关手册得68g/1000g、025g/1000 到部分需要的气液平衡数据。 3、溶质浓度的表示方法 3、气液平衡关系的表示方法 1)对气相( Gas phase)采用两种 列表 分压P 关系式-如:Hery定律 摩尔分率y 图线。 2)对液相( Liquid Phase)用三种 用二维坐标绘成的气液相平衡关 溶质A与溶剂S质量比ⅹ,其 系曲线,又称为溶解度曲线 单位为:gA100gs 参见《化工原理》P204图5-3、 体积摩尔浓度C-kmol/m3 5-4、5-5所示 摩尔分率x-mol/mol
§5.2 气液相平衡 2、气液平衡关系的测定 气液平衡关系一般通过实验 测出。前人做了很多的工作，故 我们可以查阅文献和有关手册得 到部分需要的气液平衡数据。 3、气液平衡关系的表示方法 • 列表 • 关系式-----如：Hery定律 • 图线。 用二维坐标绘成的气液相平衡关 系曲线，又称为溶解度曲线。 参见《化工原理》P204图5-3、 5-4 、 5-5所示。 分别从这三图中查得在P＝ 60kPa、 t＝20℃ 时NH3 、 SO2 、O2在水中 的溶解度为：390g / 1 000g、 68g / 1 000g、0.025g / 1 000g。 3、溶质浓度的表示方法 1）对气相(Gas Phase)采用两种: • 分压 P • 摩尔分率 y 2）对液相(Liquid Phase)采用三种: • 溶质A与溶剂S质量比 x’，其 单位为：g A/1000g s • 体积摩尔浓度 C－kmol/m3 • 摩尔分率 x－mol/mol