沈阳师范大学：《化工基础》课程教学资源（PPT课件）第5章 蒸馏

沈阳师范大学ShenYangNdR第5章蒸馏5.1概述5.2双组份溶液的气液相平衡5.3简单蒸馏和平衡蒸馏5.4精馏5.5双组份连续精馏的计算5.6板式塔2025年10月12日星期日

2025年10月12日星期日 第5章 蒸馏 1 5.1 概述 5.2 双组份溶液的气液相平衡 5.3 简单蒸馏和平衡蒸馏 5.4 精馏 5.5 双组份连续精馏的计算 5.6 板式塔

沈阳师范大学化工基础第5章精馏ShenYang Norinal5.1概述2011年海皆侯墓（汉朝，前202-220年）出十的青铜蒸馏器，颠覆了西方学者认为的现在蒸馏技术起源于西方的历更。一文化自信一、蒸馏操作在化工生产中的应用用于均相液体混合物的分离，达到提纯或回收组分的目的一、蒸馏分离的依据利用液体混合物中各组分挥发能力的差异沸点低的组分为易挥发组分轻组分饱和蒸气压高出沸点高的组分为难挥发组分重组分饱和蒸气压低2025年10月12日星期日

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏 2 5.1 概述 一、蒸馏操作在化工生产中的应用 用于均相液体混合物的分离，达 到提纯或回收组分的目的。 二、蒸馏分离的依据 利用液体混合物中各组分挥发能 力的差异。 沸点低的组分为易挥发组分—— 轻组分——饱和蒸气压高 沸点高的组分为难挥发组分—— 重组分——饱和蒸气压低 2011年海昏侯墓(汉朝，前202-220年)出土 的青铜蒸馏器，颠覆了西方学者认为的现在蒸 馏技术起源于西方的历史。——文化自信

沈阳师范大学化工基础第5章精馏ShenYangNorinalUniverOROE蒸馏过程的分类5111.操作方式单级蒸馏：简单蒸馏、平衡蒸馏多级蒸馏：精馏、特殊精馏2.操作压力F常压蒸馏、真空蒸馏、加压蒸馏3.组分数双组分蒸馏、多组分蒸馏WD4.操作流程简单蒸馏过程间歇蒸馏、连续蒸馏5.其它水蒸气蒸馏、分子蒸馏、反应精馏、萃取精馏、恒沸精馏等2025年10月12日星期日

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏 5.1.1 蒸馏过程的分类 1. 操作方式 单级蒸馏：简单蒸馏、平衡蒸馏 多级蒸馏：精馏、特殊精馏 2. 操作压力 常压蒸馏、真空蒸馏、加压蒸馏 3. 组分数 双组分蒸馏、多组分蒸馏 4. 操作流程 间歇蒸馏、连续蒸馏 5. 其它 水蒸气蒸馏、分子蒸馏、反应精馏、萃取精馏、恒沸精馏等 3 F W D 简单蒸馏过程

沈阳师范大学化工基础第5章精馏ShenYannNe815.2双组分溶液的气、液相平衡5.21相律（以双组分为例）f-C-Φ+2-2-2+2=2自由度：C：独立组分数：Φ：相数在一定压力下，如果指定其泡点，则液相和气相组成x、y均被确定。5.2.2双组分理想体系的气、液相平衡1溶液的蒸汽压与拉乌尔（Raoult）定律（1）安托因Antoine方程（纯组分液体的饱和蒸气压与温度的关系）A、B、C为安托因常数Igpo=A-B/(t+C)（2）道尔顿分压定律（多组分）PAPBBJYA=1P总=PA+PBP总P总2025年10月12日星期日

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏 5.2 双组分溶液的气、液相平衡 5.2.1 相律（以双组分为例） f：自由度； C：独立组分数；Ф：相数 在一定压力下，如果指定其泡点t ，则液相和气相组成 x、y均被确定。 4 5.2.2 双组分理想体系的气、液相平衡 1. 溶液的蒸汽压与拉乌尔（Raoult）定律 （1）安托因Antoine方程 （纯组分液体的饱和蒸气压与温度的关系） lgp 0=A-B/(t+C) A、B、C为安托因常数 f CΦ22222 总 总 总 p p y p p p p p y B B A  A  B A   （2）道尔顿分压定律（多组分）

沈阳师范大学化工基础第5章精馏（3）拉乌尔Raoultlaw定律（液体混合物的蒸汽压与液相组成的关系）在一定温度下，气相中任一组分的分压等于此纯组分在该温度下的蒸汽压与它在溶液中的摩尔分率的乘积。PA-PAOXA溶剂A在气相中的蒸气分压，[kPa]A一同温度下纯溶剂A的饱和蒸气压，[kPa]不同温度，pA不同。对于双组份溶液PB=PBxB-PB°1-xA）在全部浓度范围内符合拉乌尔定律的溶液称为理想溶液2025年10月12日星期日

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏 5 （3）拉乌尔Raoult law定律 （液体混合物的蒸汽压与液相组成的关系） 在一定温度下，气相中任一组分的分压等于此纯组分在 该温度下的蒸汽压与它在溶液中的摩尔分率的乘积。 pA= pA 0 x A pA——溶剂A在气相中的蒸气分压， [kPa] pA 0——同温度下纯溶剂A的饱和蒸气压， [kPa] 不同温度，pA 0不同。 对于双组份溶液 pB= pB 0 x B= pB 0 (1-xA) 在全部浓度范围内符合拉乌尔定律的溶液称为理想溶液

沈阳师范大学化工基础第5章精馏E2.理想溶液气、液相平衡1）t-x(v）图与x-y图（总压力p定）ttC区：过热蒸气区c5t4t3BB区：气液共存区1AA区：冷液区店--.XA(VN饱和的液体液相线（泡点线）气相线（露点线）饱和的气体2025年10月12日星期日a

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏 6 2. 理想溶液气、液相平衡 1）t-x(y)图与x-y图（总压力p一定） t1 t3 t4 t5 t2 t xA(yA) 液相线（泡点线）——饱和的液体 气相线（露点线）——饱和的气体 C区：过热蒸气区 B区：气液共存区 A区：冷液区 A B C

洗阳师范大学化工基础第5章精馏ShenYangNdy-x图（总压p一定）t-x（y）图（总压p一定）Y2y1摩t2X2y12XX1X22025年10月12日星期日

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏 7 t-x（y） 图（总压p一定） y -x 图（总压p一定） t1 t2 x1 x2y1 y2 y1 y2 x1 x2

休息一下

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏 2. 液泛速度的计算 填料因子 干填料因子 空塔液泛气速

沈阳师范大学化工基础第5章精馏ShenYangNd【例5-1苯（A）与甲苯（B）的饱和蒸气压与温度的关系可用安托因方程表示，即1gP一6.032-1206.35/（t+220.24），lg=6.078—1343.94/（t+219.58），式中，p的单位为kPa，温度t的单位为℃。苯和甲苯可视作理想物系。现测得某精馏塔的塔顶压力力，=103.3kPa，塔项的液相温度为t=81.5℃；塔釜压力力，=109.3kPa，液相温度t112℃。试求塔顶塔釜平衡的液相和气相组成。解本例可用饱和蒸气压或相对挥发度表示的平衡关系来计算，关键是确定塔顶、塔釜温度下组分的饱和蒸气压。（1）塔项的液，气相组成。塔顶温度下，苯和甲苯的饱和蒸气压用安托因方程计算，即lgp-6.032-1206.35/81.5+220.24)=2.034P=-108.1(kPa)1gp-6.078-1343.94/(81.5+219.58)=1614pg=41.11(kPa)P=PA+PB=PAxA+P(1-xA)A=（-Pg）/(pa—Pg）=(103.3—41.11)/(108.1-41.11)=0.9283yA=PA/P=PAα/-108.1X0.9283/103.30.9712025年10月12日星期日

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏 p=pA+pB=pA 0xA+pB 0(1-xA)

洗阳师范大学化工基础第5章精馏ShenYangNd（2）塔釜的液、气相组成。用与塔顶相同的方法求得各有关参数为p%=251.8 kPap=105.9 kPaA(109.3—105.9)/(251.8—105.9)0.0233yA251.8X0.0233/109.3-0.05372025年10月12日星期日

2025年10月12日星期日 化工基础 第5章 精馏