《化工原理》课程教学资源（PPT讲稿）第一章 蒸馏 1.3 平衡蒸馏和简单蒸馏 1.4 精馏原理和流程 1.4.1 精馏原理 1.4.2 精馏操作流程 1.5 两组分连续精馏的计算 1.5.1 理论板的概念及恒摩尔流假定 1.5.2 物料衡算和操作线方程 1.5.3 进料热状态的影响 1.5.4 理论板层数的计算 1.5.5 回流比的影响及其选择 1.5.6 简捷法求理论板层数

1.3平衡蒸馏和简单蒸馏 一、平衡蒸馏（闪蒸） 平衡蒸馏为单级蒸馏操作。 闪蒸 将混合液在压力P下加 B>3 热，然后通过减压阀使压力 降低至P2后进入分离器。过 B 热液体混合物在分离器中部 分汽化，将平衡的气、液两 相分别从分离器的顶部、底 部引出，即实现了混合液的 x6的 初步分离。 平衡蒸馏的原理

将混合液在压力P1下加 热，然后通过减压阀使压力 降低至P2后进入分离器。过 热液体混合物在分离器中部 分汽化，将平衡的气、液两 相分别从分离器的顶部、底 部引出，即实现了混合液的 初步分离。 平衡蒸馏的原理 平衡蒸馏为单级蒸馏操作。 闪蒸 一、平衡蒸馏（闪蒸） 1.3 平衡蒸馏和简单蒸馏

特点： ①属单级操作，适于只需粗略分离的物料，又称 闪蒸。 ②既可连续，又可间歇

特点： ① 属单级操作，适于只需粗略分离的物料，又称 闪蒸。 ② 既可连续，又可间歇

1.平衡蒸馏过程的计算 D,yD te 减 压 加热器 阀 F,xptr 闪 蒸 W,x种te F,xr—加料流量，kmol/s及料液组成摩尔分数； D,y一气相产物流量，kmol/s及组成摩尔分数； W,x一液相产物流量，kmol/s及组成摩尔分数

1.平衡蒸馏过程的计算 F,xF——加料流量，kmol/s及料液组成摩尔分数； D,y——气相产物流量，kmol/s及组成摩尔分数； W,x——液相产物流量，kmol/s及组成摩尔分数

平衡蒸馏过程的计算 D,yDt yD (1).物料衡算 减 加热器 阀 F,xplr 蒸 总物料衡算F=D+W 易挥发组分物料衡算 w,x带te FxF=Dy+W际 两式联立： D XF一X F y-x

平衡蒸馏过程的计算 （1）.物料衡算 总物料衡算 易挥发组分物料衡算 F = D +W Fx Dy Wx F = + y x x x F D F − − 两式联立： =

D XF一X t F p=常数 v-x y一XF 泡点线 露点线 F y-x D xF一x F 细 D W Y-XE 0 0*( 1 符合杠杆规则

y x x x F D F − − = y x y x F W F − − = F F y x x x W D − − = 符合杠杆规则

设液相产物占总加料量的分率为9，气化率为1-q, W D 9= 1-q= F 液化率 汽化率 代入上式 gx XE y= 平衡蒸馏中气液 9-1 9-1 相组成的关系式 直线方程 斜率 9 9-1 过点 (XE2XF)

设液相产物占总加料量的分率为q，气化率为1-q， F W q = F D 1− q = 1 −1 − − = q x q qx y F 液化率 汽化率 代入上式 平衡蒸馏中气液 相组成的关系式 直线方程 斜率 过点 q −1 q (xF ,xF )

(2)热量衡算 加热器的热流量为Q则Q=Fcm,p(T-tp) 节流减压后，物料放出显热即供自身的部分气化，故 Fcn(T-t)=(1-g)Fr T=1+(1-g)r m.F t,T一分别为料液温度与加热后的液体温度；K; 闪蒸后气、液两相的平衡温度；K; 混合液的平均摩尔热容，KJ/(kmoK); 平均摩尔气化热，KJ/kmol

(2) 热量衡算 加热器的热流量为Q,则 节流减压后，物料放出显热即供自身的部分气化，故 ( ) m p F Q = Fc T − t , Fc (T t ) ( q)Fr m, p − e = 1− ( ) m F e c r T t q , = + 1− tF ,T ——分别为料液温度与加热后的液体温度；K; te —— 闪蒸后气、液两相的平衡温度；K； Cm,p—— 混合液的平均摩尔热容，KJ/(kmol•K)； r —— 平均摩尔气化热，KJ/kmol

(3).气液平衡关系 平衡蒸汽中可设气、液两相处于平衡状态，即两相温度 相同，组成互为平衡。因此，y与x应满足相平衡方程式 y=f(x) X 若为理想溶液应满足 YE 1+(a-1)x 平衡温度，与组成应满足泡点方程，即t。=X)

(3).气液平衡关系 平衡蒸汽中可设气、液两相处于平衡状态，即两相温度 相同，组成互为平衡。因此，y与x应满足相平衡方程式 若为理想溶液应满足 平衡温度t e与组成x应满足泡点方程，即 y = f (x) x x y 1+ ( −1) =   t (x) e = 

2.相图分析 露点线 泡点线 0 XA X yA1.0 x6以 (1)气液两相只有一次相平衡斯： (2)釜内组分含量x蒸汽相组成y符合相平衡方程； (3)平衡蒸馏的分离程度有限，不能得到高纯度组分

2.相图分析 t/ C x(y) 0 1.0 露点线 泡点线 xA yA xf (1)气液两相只有一次相平衡; (2)釜内组分含量x,蒸汽相组成y符合相平衡方程; (3)平衡蒸馏的分离程度有限，不能得到高纯度组分

平衡蒸馏过程的计算：y=公 9-19-1 当给定气化率(1-g),可依照下图所示的方法图解 求出所求的气、液相组成。 P11例1-2 (t.x) .0 图9-14平衡蒸馏的图解

平衡蒸馏过程的计算： 当给定气化率(1-q)，可依照下图所示的方法图解 求出所求的气、液相组成。 P11 例1-2 1 −1 − − = q x q qx y F