《化工原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 液体精馏

ρ液体精馏 9.1蒸馏概述 9.2双组分溶液的气、液相平衡 9.3平衡蒸馏与简单蒸馏 9.4精馏 9.5双组分精馏的设计型计算 9.6双组分精馏的操作型计算 9.7间歇精馏 ◆9.8恒沸精馏与萃取精馏

9 液体精馏 ❖ 9.1 蒸馏概述 ❖ 9.2 双组分溶液的气、液相平衡 ❖ 9.3 平衡蒸馏与简单蒸馏 ❖ 9.4 精馏 ❖ 9.5 双组分精馏的设计型计算 ❖ 9.6 双组分精馏的操作型计算 ❖ 9.7 间歇精馏 ❖ 9.8 恒沸精馏与萃取精馏

9.1蒸馏概述 本章讨论分离均相液体混合物最常用最重要的方法_液体蒸馏 及精馏。要注意蒸馏及精馏的区别。 (1)蒸馏及精馏的分离依据 (2)工业蒸馏过程 (3)讨论几个问题 (4)精馏操作的费用和操作压强

9.1蒸馏概述 本章讨论分离均相液体混合物最常用最重要的方法—液体蒸馏 及精馏。要注意蒸馏及精馏的区别。 ⑴蒸馏及精馏的分离依据 ⑵工业蒸馏过程 ⑶讨论几个问题 ⑷精馏操作的费用和操作压强

9.1蒸馏概述 (1)蒸馏及精馏的分离依据 液体均具有挥发成蒸汽的能力,但各种液体的挥发性个不相同。习惯上, 将液体混合物中的易挥发组分A称为轻组分,难挥发组分B则称为重组分。 将液体混合物加热至泡点以上沸腾使之部分汽化必有υ 反之将混合蒸 汽冷却到露点以下使之部分冷凝必有xB≥∽°上述两种情况所得到的气液组 成均满足 部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离,它们均是籍 混合物中各组分挥发性的差异而达到分离的目的,这就是蒸馏及精馏分离 的依据

9.1蒸馏概述 ⑴蒸馏及精馏的分离依据 液体均具有挥发成蒸汽的能力，但各种液体的挥发性个不相同。习惯上， 将液体混合物中的易挥发组分A称为轻组分，难挥发组分B则称为重组分。 将液体混合物加热至泡点以上沸腾使之部分汽化必有yA>xA；反之将混合蒸 汽冷却到露点以下使之部分冷凝必有xB>yB。上述两种情况所得到的气液组 成均满足: 部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离，它们均是籍 混合物中各组分挥发性的差异而达到分离的目的，这就是蒸馏及精馏分离 的依据。 B A B A x x y y 

9.1蒸馏概述 (2)工业蒸馏过程 ①平衡蒸馏(闪蒸) 平衡蒸馏又称闪蒸,系连续定态过程,其流程如下图。 1-加热器;2-节流阀;3-分离器 图9-1平衡蒸馏装置与流程

9.1蒸馏概述 ⑵工业蒸馏过程 ①平衡蒸馏（闪蒸） 平衡蒸馏又称闪蒸，系连续定态过程，其流程如下图

9.1蒸馏概述 (2)工业蒸馏过程 ②简单蒸馏 简单蒸馏为间歇操作过程,其流程如下图。 图9-2简单蒸馏 1-蒸馏釜;2—冷凝器;3,4,5一产品受液槽

9.1蒸馏概述 ⑵工业蒸馏过程 ②简单蒸馏 简单蒸馏为间歇操作过程，其流程如下图

9.1蒸馏概述 (3讨论几个问题 ①平衡蒸馏及简单蒸馏产生的汽液相其组成服从什么关系?此 外,蒸馏时各股物料和各组分还应满足另一种关系,是什么 关系? ②平衡蒸馏和简单蒸馏能否实现高纯度的分离,为什么? ③如何蒸馏可得到高纯度的产品? ④能否利用多次平衡蒸馏或多次简单蒸馏实现高纯度分离?为 什么? ⑤工业上如何利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理实现连 续的高纯度分离,而流程又不太复杂呢?

9.1蒸馏概述 ⑶讨论几个问题 ①平衡蒸馏及简单蒸馏产生的汽液相其组成服从什么关系？此 外，蒸馏时各股物料和各组分还应满足另一种关系，是什么 关系？ ②平衡蒸馏和简单蒸馏能否实现高纯度的分离，为什么？ ③如何蒸馏可得到高纯度的产品？ ④能否利用多次平衡蒸馏或多次简单蒸馏实现高纯度分离？为 什么？ ⑤工业上如何利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理实现连 续的高纯度分离，而流程又不太复杂呢？

9.1蒸馏概述 (4精馏操作的费用和操作压强 蒸馏和精馏都是通过气化、冷凝达到分离提浓的目的的。液体 加热气化需要耗热,气相冷凝则需要提供冷却量,因此,蒸馏和精 馏都是能耗很髙的单元操作,采用何种措施达到节能降耗是精馏过 程硏究的重要任务。此外,蒸馏过程中的液体沸腾温度和蒸汽冷凝 温度均与操作压强有关,故工业蒸馏的操作压强应进行适当的选择 加压精馏可使冷凝温度提高以避免使用费用很高的冷凝器或者在常 压下为气态混合物(如烷、烃类混合物),沸点很低,需加压使其 成液态后才能精馏分离;减压精馏可使沸点降低以避免使用髙温载 热体,沸点高且又是热敏性混合物精馏宜用减压精馏;除上述情况 外以外一般用常压精馏

9.1蒸馏概述 ⑷精馏操作的费用和操作压强 蒸馏和精馏都是通过气化、冷凝达到分离提浓的目的的。液体 加热气化需要耗热，气相冷凝则需要提供冷却量，因此，蒸馏和精 馏都是能耗很高的单元操作，采用何种措施达到节能降耗是精馏过 程研究的重要任务。此外，蒸馏过程中的液体沸腾温度和蒸汽冷凝 温度均与操作压强有关，故工业蒸馏的操作压强应进行适当的选择。 加压精馏可使冷凝温度提高以避免使用费用很高的冷凝器或者在常 压下为气态混合物（如烷、烃类混合物），沸点很低，需加压使其 成液态后才能精馏分离；减压精馏可使沸点降低以避免使用高温载 热体，沸点高且又是热敏性混合物精馏宜用减压精馏；除上述情况 外以外一般用常压精馏

9.2双组分溶液的气、液相平衡 9.2.1理想物系的气液相平衡 9.2.1非理想物系的气液相平衡

9.2 双组分溶液的气、液相平衡 9.2.1理想物系的气液相平衡 9.2.1非理想物系的气液相平衡

9.2.1理想物系的气液相平衡 (2)xt(泡点)关系式 液相为理想溶液,服从拉乌尔定律: PA=PAXA=P 气相为理想气体,符合道尔顿分压定律: x y

9.2.1 理想物系的气液相平衡 （2）x~t（泡点）关系式 液相为理想溶液，服从拉乌尔定律： 气相为理想气体，符合道尔顿分压定律： p p x p x o A A o A = A = p p x p (1 x) o B A o B = B = − p p x p p y o A A A = =

9.2.1理想物系的气液相平衡 (2)xt(泡点)关系式 混合液沸腾的条件是各组分的蒸汽压之和等于外 压,即 p= patpB PAx+pB(1-x) p-pB X

9.2.1 理想物系的气液相平衡 (2)x~t（泡点）关系式 混合液沸腾的条件是各组分的蒸汽压之和等于外 压，即 A B p = p + p p x p (1 x) o A B o = A + − o B o A o B P P p p x − − =