化工原理 精馏

  （ 1 ）通过蒸馏操作，可以直接获得所需要的产品， 而吸收和萃取还需要如其它组分； （ 2 ）蒸馏分离应用较广泛，历史悠远长久； （ 3 ）能耗大，在生产的全部过程中产生大量的气相或液相。

  恒沸精馏——工业酒精的提纯，加入夹带剂苯， 形成三元非均相恒沸液； 5）蒸发与蒸馏的区别

  蒸发——A组分挥发，B组分不挥发，供热就分离； 蒸馏——A，B均挥发，存在一个平衡关系！

  精馏原理：精馏塔中蒸汽自下而上流动，液体自上而下 流动。汽液两相在塔板上接触并分开。  接触时汽相的热传递给液体，使液体易挥发组分 部分汽化传质到汽相中；  而汽相被液体冷凝使汽相中的难挥发组分部分冷 凝转入到液相中。

  • 平衡线位于对角线的上方，平衡线偏离对角线愈远， 表示该溶液愈易分离。

  流程及原理：又称微分蒸馏，也是一种单级蒸馏操作， 常以间歇方式来进行。在恒定压力下，将 蒸馏釜中的溶液加热至沸腾，并使液体 不断汽化，产生的蒸汽随即进入冷凝器 中冷凝，冷凝液用多个罐子收集。

   简单蒸馏多用于混合液的初步分离，通常当馏出液平均组 成或釜残液组成降至某规定值后，即停止蒸馏操作。 蒸馏是一个非稳态过程，虽然瞬间形成的蒸气与液体可视为 互相平衡，但形成的全部蒸气并不与剩余液体相平衡。因此， 简单蒸馏的计算应该作微分衡算。

  如：不同组分其挥发难易度不同，使易挥发组分 在气相中富集，难挥发组分在液相中富集， 直到达到气液平衡。 1 、定义 (1) 质量传递过程（传质过程）： 由浓度差引起的物质在相际间的传质过程。 化工生产中常见的传质过程有蒸馏、吸收、萃取 和干燥等单元操作。

  物料衡算和操作线 理论板层数的求法 4-4 双组分精馏的设计型计算 4-5 双组分精馏的操作型计算

  α = 1时，不能用普通蒸馏的方法分离混合液。 a 可作为混合液能否用蒸馏方法分离以及分离难易 程度的判据。

  2 ）用相对挥发度表示气液平衡关系 （ 1 ）挥发度 • 对纯液体，挥发度指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压 0 0 vB  PB  A  PA • 对混合液，各组分的挥发度可用它在蒸气中的分压和 P 与之平衡的液相中的摩尔分数之比表示，即 i  i xi （ 2 ）相对挥发度：溶液中易挥发组分的挥发度与 难挥发组分 的挥发度之比，用 α 表示。  A PA / xA 操作压强不高 Py A / xA y A xB      vB PB / xB PyB / xB yB xA

  讨论与说明 1、采用多次部分汽化和多次部分冷凝的方法对液体 混合物进行高纯度分离 2、精馏与蒸馏的区别： 精馏有“回流”，而蒸馏没有“回流”。 精馏操作的必要条件 塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的气相回流。

  蒸馏操作通常是在一定的外压下进行，溶液的平衡温度随 组成而变。溶液的平衡温度 — 组成图是分析蒸馏原理的基础。

  那么两组分的气液平衡可以用一定压强下的t— x(或y)，及x—y的函数关系或相图表示。

  对于性质极相近、分子结构相似的组分所组成的溶液 可视为理想溶液 1 ）用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系

  1 ) 用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系 纯组分的饱和蒸气压与温度 t 的关系可由安托因 （ Antoine ）方程计算或从手册中查

  1 、定义 （ 2 ）蒸馏：利用液体混合物中各组分挥发性的差异 而将组分分离的传质过程。为一次部分 气化分离混合物； （ 3 ）精馏：多次部分汽化，多次部分冷凝。 用浓度表示组分的变化。 易挥发组分：沸点低的组分，用A表示，yA，xA 难挥发组分：沸点高的组分，用B表示，yB，xB y与x的关系无法确定，通常达到平衡时关系才确定

   汽相与液相离开后，汽相中的易挥发组分浓度高， 液相中难挥发组分提高。 于是，经过多次部分汽化和部分冷凝，最后在塔顶 得到高纯度的轻组分，而在塔底获得高纯度的重组 分，达到较完善的分离程度。 精馏与平衡蒸馏之不同之处在于要不要外界换热。

  对于两组分的气液平衡物系， F= 2 – 2 2 = 2 气液平衡中可以变化的参数有4个：t，P，x，y 若三个变量固定(t，P，x或y)，则该物系只有一

   平衡蒸馏与简单蒸馏  精馏  精馏原理  物料衡算  精馏塔操作线种加料热状态

   混合物的分离是化工生产中的重要过程。  混合物可分为非均相物系和均相物系。 非均相物系的分离主要是依靠质点运动与液体流 动原理实现分离。而化工中遇到的大多 是均相混合物。 均相物质不能采用 机械分离 的方法 （如乙醇与水） 分离条件是必须造成一个两相物系，然后依据 物系中不同组分间某种物性的差异， 使其中某个组分或某些组分从一相向 另一相转移，以达到分离的目的。 返回主目录 后页 前页 返回

  1 平衡蒸馏 平衡蒸馏又称为闪蒸，是一种单级蒸馏操作，常以连续 方式来进行。原料连续进入加热器中，加热到一定温度后经节 流阀减到规定的压力，部分液体迅速汽化，汽液两相在分离 器中分开。由于汽液两相成平衡状态，所以称为平衡蒸馏。

  1 ) 用饱和蒸气压和相平衡常数表示气液平衡关系 当溶液沸腾时，溶液上方的总压等于各组分的蒸 气压之和; 当外压不太高时，平衡的气相可视为理想气体， 遵循道尔顿分压定律，即 0

  进行 经济核算；  蒸发时，第一滴的浓度最高，随着蒸馏的进行， x减少，y减少；  提高蒸馏浓度，可以在设备的出口处加一部分 冷凝器，难挥发组分就冷凝的多，能大大的提升产 品的质量，但设备成本增加。

  当温度变化时，两者的变化不大，一般可将 α 视为 常数，计算时可取操作温度范围内的平均值。

  精馏操作的基本流程：塔[精馏段 提馏段（含进料 板）]、再沸器、冷凝器

  离开该塔板的蒸汽和液体成平衡的塔板，即 y 与 x n 成平衡关系的塔板。

  拉乌尔定律：理想溶液中某组分的蒸汽压等于该组分 同温度下的纯液体蒸汽压与溶液中该组 分的摩尔分率的乘积。

  A — 易挥发组分； B— 难挥发组分。 式中 PA — 溶液中组分 A 的蒸汽压；即溶液上方组分 A 的 平衡分压， Pa ；

  4-1-1 精馏过程原理和条件 2 、精馏是多次部分汽化与多次部分冷凝的联合操作 • 精馏塔由若干块塔板构成，每块塔板均为理论板， 其上温度为泡点；

  塔板 —— 中间再沸器和中间部分冷凝器 汽流 —— 热源，液流 —— 冷却剂

  多次部分气化与冷凝的过程，可以使混合液得到 几乎完全分离，是常压下、连续、双组分的蒸馏；

  例如：苯─甲苯，乙醇─正丙醇，乙醇─水 物性相似，沸点（80.1℃,110.8 ℃ ）， 空间结构不同 4）特殊精馏： 萃取精馏——苯─环己烷，沸点相近(80.1℃,80.6 ℃)， 加入萃取剂糠醛改变组分间的挥发度；

  2）闪蒸 是一种单极的平衡操作，连续或间歇、稳定的。  混合液经加热器升温后液体温度高于分液器压强 下的液体沸点，然后通过减压阀使其降压后进入 分离器中，这时过热的液体混合物即被部分气化， 平衡的气液两相在分离器中得到分离，将分离器 又称为闪蒸罐（塔） 例如：高压锅，冷却后才可以打开

  4-1-1 精馏过程原理和条件 精馏塔除了塔板外，在塔顶还有冷凝器，在塔底还 有再沸器。  再沸器的作用是提供一定量的上升蒸气流， 冷凝器的作用是提供塔顶液相产品及保证有适宜的 液 相回流， 因而使精馏能连续进行。塔顶如果没有回流液体 返回精馏塔，则塔顶最上一层塔板的传质就没有办法进行， 同样塔底如果没有上升蒸汽返回精馏塔，则塔底最下 一层塔板的传质也没有办法进行。