西北大学：《化工原理》课程教学资源（课件讲稿）第九章 蒸馏与精馏 9.1 概述

西北大学化工原理 第九章 蒸馏与精馏 • 概述 • 双组分溶液的气液相平衡 • 平衡蒸馏与简单蒸馏 • 精馏 • 双组分精馏的设计型计算 • 双组分精馏的操作型计算 • 间歇精馏 • 恒沸精馏与萃取精馏

西北大学化工原理 第九章 蒸馏与精馏 • 概述 • 双组分溶液的气液相平衡 • 平衡蒸馏与简单蒸馏 • 精馏 • 双组分精馏的设计型计算 • 双组分精馏的操作型计算 • 间歇精馏 • 恒沸精馏与萃取精馏

西北大学化工原理

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西北大学化工原理 第一节 概述 一 蒸馏操作在工业中的应用 用于均相液体混合物的分离 (如乙醇-水,苯 -甲苯溶液) ,以达到分离或回收有用组分的目的。 二 蒸馏分离的依据 蒸馏是根据液体混合物中各组分挥发性的差异进 行分离的一种操作。比如 ，酒精和水的混合物，由 于酒精的饱和蒸汽压比在一定温度下水的蒸汽压大。 即酒精要比水易挥发。 酒精（A） 水（B） 液相 汽相 A x B x A y By A y By A x B x

西北大学化工原理 第一节 概述 一 蒸馏操作在工业中的应用 用于均相液体混合物的分离 (如乙醇-水,苯 -甲苯溶液) ,以达到分离或回收有用组分的目的。 二 蒸馏分离的依据 蒸馏是根据液体混合物中各组分挥发性的差异进 行分离的一种操作。比如 ，酒精和水的混合物，由 于酒精的饱和蒸汽压比在一定温度下水的蒸汽压大。 即酒精要比水易挥发。 酒精（A） 水（B） 液相 汽相 A x B x A y By A y By A x B x

西北大学化工原理 沸点较低的易挥发组分称为轻组分（A）。 沸点较高的难挥发组分称为重组分（B）。 由于A较B易挥发，则： B A B A x x y y > 通常为了避免汽相第三组分的分离，将混合 液加热至沸混和液部分气化。则 yA> xA,同时 yA /yB > xA/xB。这叫做蒸馏操作。 注意：由于气相中其他（第三）组分的存在， yA 可能小于x A ，但是，y A /y B一定大于 x A/xB

西北大学化工原理 沸点较低的易挥发组分称为轻组分（A）。 沸点较高的难挥发组分称为重组分（B）。 由于A较B易挥发，则： B A B A x x y y > 通常为了避免汽相第三组分的分离，将混合 液加热至沸混和液部分气化。则 yA> xA,同时 yA /yB > xA/xB。这叫做蒸馏操作。 注意：由于气相中其他（第三）组分的存在， yA 可能小于x A ，但是，y A /y B一定大于 x A/xB

西北大学化工原理 三 蒸馏操作的分类 按操作压力分有： 按混合液组成分有： 1. 常压精馏 2. 加压精馏,加压使沸点升高 3. 减压精馏(真空) 1. 双组分精馏(二元) 2. 多组分精馏 按操作分离难易程度分有： 1. 平衡蒸馏 2. 简单蒸馏 3. 特殊精馏 4. 普通精馏 按操作方式分有: 1. 间歇精馏 2. 连续精馏

西北大学化工原理 三 蒸馏操作的分类 按操作压力分有： 按混合液组成分有： 1. 常压精馏 2. 加压精馏,加压使沸点升高 3. 减压精馏(真空) 1. 双组分精馏(二元) 2. 多组分精馏 按操作分离难易程度分有： 1. 平衡蒸馏 2. 简单蒸馏 3. 特殊精馏 4. 普通精馏 按操作方式分有: 1. 间歇精馏 2. 连续精馏

西北大学化工原理 四 单 位 = mmHgP , 重 摩尔分率.-)(. BA − yyy ∑ = .1 .X y 液 XBA + = .1 XX BA 注意 1. 2. 摩尔分率与质量分率的区别与换算. A + XX B ≠ .1

西北大学化工原理 四 单 位 = mmHgP , 重 摩尔分率.-)(. BA − yyy ∑ = .1 .X y 液 XBA + = .1 XX BA 注意 1. 2. 摩尔分率与质量分率的区别与换算. A + XX B ≠ .1

西北大学化工原理 加热炉 节流阀 底部产物 顶部产物 分离器 图 9-1 平衡蒸馏 冷凝器 五 工业蒸馏过程 平衡蒸馏和简单蒸馏。 塔顶产品 轻组分浓度 较高 塔底产品 重组分浓度 较高 ‘平衡蒸馏（闪蒸）

西北大学化工原理 加热炉 节流阀 底部产物 顶部产物 分离器 图 9-1 平衡蒸馏 冷凝器 五 工业蒸馏过程 平衡蒸馏和简单蒸馏。 塔顶产品 轻组分浓度 较高 塔底产品 重组分浓度 较高 ‘平衡蒸馏（闪蒸）

西北大学化工原理 冷凝器 产品受槽 蒸馏釜 图 9-2 简单蒸馏 ’ 简单蒸馏(间歇操作过程)

西北大学化工原理 冷凝器 产品受槽 蒸馏釜 图 9-2 简单蒸馏 ’ 简单蒸馏(间歇操作过程)

西北大学化工原理 由于混和液中轻、 重组分都具有一定的挥发性， 平衡 蒸馏和简单蒸馏只能达到有限程度的提浓而不能实现高纯度 的分离。 本章对平衡蒸馏和简单蒸馏只作简单介绍， 着重讨论混 合液的精馏过程。 六. 蒸馏操作的费用 加热和冷却是蒸馏过程的主要费用。 此外，对同样的加热量和冷却量，所需费用还与加热温 度和冷却温度有关。 七. 基本定律 物料衡算； 热量衡算； 平衡关系

西北大学化工原理 由于混和液中轻、 重组分都具有一定的挥发性， 平衡 蒸馏和简单蒸馏只能达到有限程度的提浓而不能实现高纯度 的分离。 本章对平衡蒸馏和简单蒸馏只作简单介绍， 着重讨论混 合液的精馏过程。 六. 蒸馏操作的费用 加热和冷却是蒸馏过程的主要费用。 此外，对同样的加热量和冷却量，所需费用还与加热温 度和冷却温度有关。 七. 基本定律 物料衡算； 热量衡算； 平衡关系

西北大学化工原理 八. 要 求 1. 精馏的原理； 2. 精馏塔的计算(双组分)，包括设计型和操作型； 3. 精馏操作的分析

西北大学化工原理 八. 要 求 1. 精馏的原理； 2. 精馏塔的计算(双组分)，包括设计型和操作型； 3. 精馏操作的分析