【正文】 概述概述 : 利用液體混合物中各 組 分 揮發(fā) 性差異 ，以 熱 能 為 媒介使其部分汽化從而在汽相富集 輕組 分液相富集重 組 分而使混合液分離。 閃蒸罐塔 頂產(chǎn) 品yAxA加 熱器原料液 塔底 產(chǎn) 品 Q減 壓閥蒸蒸 餾餾 蒸餾操作實例 ： 石油 煉 制中使用的 250萬噸常減 壓 裝置許 多生 產(chǎn) 工 藝 常常涉及到互溶液體混合物的分離 問題 ，如石油 煉制品的切割，有機合成 產(chǎn) 品的提 純 ，溶 劑 回收和 廢 液排放前的達 標處理等等。分離的方法有多種，工 業(yè) 上最常用的是蒸 餾 或精 餾 。 2. 蒸餾操作的用途間歇精餾： 多用于小批量生 產(chǎn) 或某些有特殊要求的 場 合。連續(xù)精餾： 多用于大批量工 業(yè) 生 產(chǎn) 中。概述概述3.蒸餾的分類常壓蒸餾： 蒸 餾 在常 壓 下 進 行。減壓蒸餾： 常 壓 下物系沸點 較 高或 熱 敏性物 質(zhì) 不能承受高溫的情況加壓蒸餾： 常 壓 下 為 氣體的物系精 餾 分離，加 壓 提高混合物的沸點 .多組分精餾： 例如原油的分離。雙組分精餾 ： 如正異構(gòu)丁 醛 ,苯 甲苯體系等。簡單蒸餾或平衡蒸餾： 用在分離要求不高的情況下。精餾： 分離 純 度要求很高 時 采用。特殊精餾： 混合物中各 組 分 揮發(fā) 性相差很小， 難 以用普通精 餾 分離， 借助某些特殊手段 進 行的精 餾 。1 雙組分溶液的氣液相平衡關系雙組分溶液的氣液相平衡關系 理想物系的汽液平衡蒸 餾 分離的物系由加 熱 至沸 騰 的液相和 產(chǎn) 生的蒸汽相構(gòu)成。相平衡關系是蒸 餾過 程分析的重要理 論 基 礎 。 液相 為 理想溶液、汽相 為 理想氣體的物系。理想溶液服從 拉 烏 爾 （Raoult）定律 ，理想氣體服從 道 爾 頓 分 壓 定律 。根據(jù)拉 烏 爾 定律，兩 組 分物系理想溶液上方的平衡蒸汽 壓為 式中： poA、 poB —— 溶液溫度下 純組 分 飽 和蒸汽 壓 。 理想物系：溶液 沸騰時 ，溶液上方的總壓應等于各組分分壓之和，即 泡點方程（ bubble173。pointequation）A、 B、 C 為安托因常數(shù)，可由相關的手冊查到。 poA、 poB 取決于溶液沸騰溫度，上式表達一定總壓下液相組成與溶液泡點溫度關系。已知溶液的泡點可由上式計算液相組成；反之，已知溶液組成也可算出溶液泡點。純組分 飽和蒸汽壓與溫度的關系，用安托因（ Antoine）方程表示： 雙雙 組組 分溶液的氣液相平衡關系分溶液的氣液相平衡關系當汽相為理想氣體時上式為一定總壓下汽相組成與溫度的關系式。該溫度又稱為露點（dew173。point），上式又稱為露點方程。嚴格地說沒有完全理想的物系。對那些性質(zhì)相近、結(jié)構(gòu)相似的組分所組成的溶液，如苯 173。甲苯，甲醇 173。乙醇等，可視為理想溶液；若汽相壓力不太高 (10Mpa)，可視為理想氣體，則物系可視為理想物系。 對非理想物系不能簡單地使用上述定律。汽液相平衡數(shù)據(jù)更多地依靠實驗測定。 雙雙 組組 分溶液的氣液相平衡關系分溶液的氣液相平衡關系汽液平衡相圖：汽液平衡相圖： Tx(y) 圖圖 T173。x(y)圖代表的是在總壓 P 一定的條件下，相平衡時汽（液）相組成與溫度的關系。在總壓一定的條件下，將組成為 xf 的溶液加熱至該溶液的泡點 tA，產(chǎn)生第一個氣泡的組成為 yA。繼續(xù)加熱，隨溫度升高，物系變?yōu)榛コ善胶獾钠簝上啵瑑上鄿囟认嗤M成分別為 yA 和 xA 。t/?Cx(y)0 露點 線泡點 線露點泡點xA yAxf氣相區(qū)液相區(qū)兩相區(qū)當溫度達到該溶液的露點，溶液全部汽化成為組成為 yA= xf 的氣相，最后一滴液相的組成為 xA。1 雙組分溶液的氣液相平衡關系雙組分溶液的氣液相平衡關系2023/3/5星期五?平衡 線 位于 對 角 線 的上方 ，平衡 線 偏離 對 角 線 愈 遠 ，表示 該 溶液 愈易分離 。 :xy 圖圖 :xy 圖圖 216。xy 圖 代表在 總壓 一定下，液相 組 成和與之成平衡的汽相 組 成的關系。216。xy 圖 可通 過 Tx(y) 圖 作出， 圖 中 對 角 線 (y=x)為 一參考 線 。216。大多數(shù)溶液，兩相平衡 時 ， y 總 是大于 x，平衡 線 位于 對 角 線 上方。216。平衡 線 偏離 對 角 線 越 遠 ， 該 溶液越易分離。 汽液平衡關系式的表示方法汽液平衡關系式的表示方法 汽液兩相平衡 組 成常用相平衡常數(shù) K 或相 對揮發(fā) ? 的關系式來表達。Ki 表示 i 組 分的相平衡常數(shù)，其定 義為式中： yi 和 xi 分 別 表示 i 組 分在互 為 平衡的汽、液兩相中的摩 爾 分數(shù)。 對 于易 揮發(fā)組 分， Ki 1，即 yi xi。Ki 值 越大， 組 分在汽、液兩相中的摩 爾 分數(shù)相差越大，分離也越容易。 對 多 組 分物系汽液平衡關系的 計 算， 應 用相平衡常數(shù)比 較 方便。 =f（物系 , T， P ）氣（汽）液相平衡 時 ，兩相的溫度和 壓 強 相等，每個 組 分在兩相中的逸度（ fugacity）相等，即對 非理想物系，氣（汽）、液相的逸度服從下列方程： 式中： pio— 純 組 分 i 的 飽 和蒸汽 壓 ；?io— 純組 分 i 的逸度系數(shù)；ViL — 純 液體 i 的摩 爾 體 積 。 式中： ?i — 氣（汽）相 i 組 分的逸度系數(shù)； ?i— 液相 i 組 分的活度系數(shù)； fiL— 純 液體 i 在系 統(tǒng) 溫度、 壓 力下的逸度，可由下式 計 算 根據(jù)相平衡常數(shù)的定 義 式中 ?i， ?i 的 計 算與氣（汽）相 組 成和液相 組 成有關，相平衡常數(shù) K 不 僅 與系 統(tǒng) 溫度、 壓 強 有關，也與 組 成有關。當系 統(tǒng)壓 力 較 低，氣相近似 為 理想氣體 時 ，氣相逸度系數(shù) ?i 接近于 1，有若液相也 為 理想溶液，液相的活度系數(shù)就等于 1， 則液相 為 非理想溶液，汽相 為 理想氣體的相平衡常數(shù) 計 算式此式即為拉烏爾定律表達式。 對 多 組 分物系汽液平衡關系的 計 算， 應 用相平衡常數(shù)比 較 方便。 溶液中各 組 分的 揮發(fā) 性由 揮發(fā) 度 來量衡，定 義為組 分在汽相中的平衡蒸汽 壓 與在液相中的摩 爾 分數(shù)的比 值 。 對 雙 組 分物系 對純組 分液體，其 揮發(fā) 度就等于 該 溫度下液體的 飽 和蒸汽 壓 。 溶液中兩 組 分 揮發(fā) 度之比稱 為 相 對揮發(fā) 度，用 ? 表示 當操作 壓 強 不高，氣相服從道 爾 頓 分 壓 定律 時 ，上式可改寫 為 1 雙組分溶液的氣液相平衡關系雙組分溶液的氣液相平衡關系相相 對揮發(fā)對揮發(fā) 度度 α 對揮發(fā)對揮發(fā)度度對 雙 組 分物系有 yB=1yA， xB=1xA，代入并略去下 標 A可得 —— 相平衡方程對 理想溶液， 組 分的 揮發(fā) 度 ? =po16