2、蒸馏过程的分类(续) 按操作压力分为: √加压蒸馏。适用于常压下为气态(如空气)或常压下沸 点接近室温的混合物: √常压蒸馏。适用于常压下沸点在150C左右的混合物; √减压蒸馏。(真空蒸馏)适用于常压下沸点较高或热敏 性物质,可降低其沸点。 按待分离混合物的组分数分为: v 两组分精馏。计算简单。常以此精馏原理为计算基础, 然后引申到多组分精馏计算中。 多组分精馏。工业上常见。 本章重点讨论常压两组分连续精馏过程的原理和计算
2、蒸馏过程的分类(续) 按操作压力分为: ✓ 加压蒸馏。适用于常压下为气态(如空气)或常压下沸 点接近室温的混合物; ✓ 常压蒸馏。适用于常压下沸点在1500C左右的混合物; ✓ 减压蒸馏。(真空蒸馏)适用于常压下沸点较高或热敏 性物质,可降低其沸点。 按待分离混合物的组分数分为: ✓ 两组分精馏。计算简单。常以此精馏原理为计算基础, 然后引申到多组分精馏计算中。 ✓ 多组分精馏。工业上常见。 本章重点讨论常压两组分连续精馏过程的原理和计算
3.蒸馏分离的特点 直接获取几乎纯态的产品。而吸收、萃取等操作的产品为混 合物。 √应用范围广。可分离液体混合物,气体混合物、固体混合物。 √能耗高。气化、冷凝疑需消耗大量的能量。加压、减压,将消 耗额外的能量。 √蒸馏分离的主要操作成本在于能量消耗
3.蒸馏分离的特点 ✓直接获取几乎纯态的产品。而吸收、萃取等操作的产品为混 合物。 ✓应用范围广。可分离液体混合物,气体混合物、固体混合物。 ✓能耗高。气化、冷凝需消耗大量的能量。加压、减压,将消 耗额外的能量。 ✓蒸馏分离的主要操作成本在于能量消耗
1.2两组分溶液的气液平衡 1.2.1两组分理想物系的汽液关系 理想物系是指符合以下条件的物系: √液相为理想溶液,遵循拉乌尔定律; √汽相为理想气体,遵循道尔顿分压定律,当总压不太高 (<104kPa)时汽相可视为理想气体。 理想溶液的特点: √fAA=fBB=fAB:相同与相异分子间的作用力相等。 √△V混和=0,△H混和=0:混和前后体积和焓不变,即所形诚 的溶液无容积效应和热效应。 组分组成采用摩尔分率表示: √液相中,AX,B:1-X √汽相中,Ay,B:1-y
1.2 两组分溶液的气液平衡 1.2.1 两组分理想物系的汽液关系 理想物系是指符合以下条件的物系: ✓液相为理想溶液,遵循拉乌尔定律; ✓汽相为理想气体,遵循道尔顿分压定律,当总压不太高 (<104kPa)时汽相可视为理想气体。 理想溶液的特点: ✓fAA=fBB=fAB:相同与相异分子间的作用力相等。 ✓ΔV混和=0, ΔH混和=0 :混和前后体积和焓不变,即所形成 的溶液无容积效应和热效应。 组分组成采用摩尔分率表示: ✓液相中,A:x,B:1-x ✓汽相中,A:y,B:1-y
1.2.1.1相律 F=C-+n 组分数C=2(A,B) 相数=2(汽,液) 影响因素n=2(温度,压力) .自由度F=2 〖说明〗 √对两组分汽液平衡物系而言,温度t、压力P、汽相组成火液 相组成x四个参数中,任意确定其中2个变量,其余的2个变量随 之确定,两组分汽液平衡物系的状态便确定了。 √一定压力下:液相(汽相)组成xU与温度存在一一对应关系; √气液组成之间xy存在一一对应关系
1.2.1.1 相律 F=C-φ+n 组分数C=2(A,B) 相数=2(汽,液) 影响因素n=2(温度,压力) ∴自由度F=2 〖说明〗 ✓对两组分汽液平衡物系而言,温度t、压力P、汽相组成y、液 相组成x四个参数中,任意确定其中2个变量,其余的2个变量随 之确定,两组分汽液平衡物系的状态便确定了。 ✓一定压力下:液相(汽相)组成x (y)与温度t存在一一对应关系; ✓气液组成之间x-y存在一一对应关系
1.2.1.2汽液平衡的函数关系 1.利用饱和蒸汽压计算汽液平衡关系 理想溶液的汽液平衡关系符合拉乌尔定律: Pa=pAx P8=p(1-x) 理想气体混和时遵循道尔顿分压定律: P=Pa+P8=pax+p(1-x) P-Pa p%-p8 泡点方程 〖说明】 √因p。=f(t),所以,上式表明当P一定时,温度t与液相组 成之间的关系,t心X。 √泡点:混合液开始沸腾时的温度
1.利用饱和蒸汽压计算汽液平衡关系 理想溶液的汽液平衡关系符合拉乌尔定律: 理想气体混和时遵循道尔顿分压定律: 〖说明〗 ✓因p。=f(t),所以,上式表明当P一定时,温度t与液相组 成x之间的关系,t~x。 ✓泡点:混合液开始沸腾时的温度。 (1 ) 0 0 p p x p p x A = A B = B − 1.2.1.2 汽液平衡的函数关系 (1 ) 0 0 P p p p x p x = A + B = A + B − 0 0 0 A B B p p P p x − − = ——泡点方程