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 第一节 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

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西北大学化工原理 第一节{ 概述 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 -一甲苯溶液)，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。 yAYE 酒精(A) 水(B) 液相 XA XB XAXB 汽相 ya YB

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： yA> XA YB XB 注意：由于气相中其他（第三）组分的存在， yA可能小于xA,但是，yAyB一定大于XA/X 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

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： 1.常压精馏 2.加压精馏，加压使沸点升高 3.减压精馏（真空） 按混合液组成分有：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 P=mmHg,y-y4yB(重)-摩尔分率 液X4Xg X4+X8=1. ∑y=1. 注意 1. X4+XB≠1， 2.摩尔分率与质量分率的区别与换算

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

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 简单蒸馏（间歇操作过程） 冷凝器 蒸馏釜 产品受槽 图9-2简单蒸馏

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