非理想物系：在y-x图上平衡线与对角线相交 此处气液两相组成 相等y=x，? =1 不能采用一般的蒸 馏方法加以分离（工业酒精85%） 可采用特殊蒸馏法 * * p A～x 较低 t～x 较高 （2）负偏差溶液 最高恒沸点 * * （实际的相平衡线总是位于理想线下方?） * * 注 意 不是所有的非理想溶液都有恒沸点 只有与理想溶液偏差很大的溶液才有恒沸点 当总壓改变时，相图变化恒沸组成也会变化 非理想溶液的?值随浓度变化非常大 * * 2. 非理想溶相平衡关系 液相为非理想溶液，气相仍为理想气体时 拉乌尔定律应修正：p A= p A °x A γ A， p B=p B ° x B γ B --相平衡关系 * * 第2节 平衡蒸馏 与简单蒸馏 * * 一. 平衡蒸馏 1.蒸馏过程 * * 2. 特点：连续定态操作，适于粗分 节流阀的莋用： 过热液体高于沸点的显热随即变为潜热——使部分液体气化 过程：闪蒸 分离器：闪蒸塔 * * 例：管式蒸馏釜 pipe still ……石油工业 * * 3. 数学描述 流量（kmol/s） 组成（摩尔分率） 加料液 F x F 气相产品 D y 液相产品 W x （1） 物料 衡算 总物料衡算 * * 两式联立（消去w)，得 ……杠杆定律 * * 设 W(液相产品)／F(原料液)＝q 则气化率 D / F = 1 - q 则： …平衡蒸馏物料衡算式 …平衡蒸馏操作线方程 * * γ摩尔气化热 CP摩尔热容 t e气液平衡温 度 * * 4. 过程计算 （1）解析法 操作关系 相平衡关系 联立求解 * * （2）图解法： a. 作操作线由x f在对角线上定f点 b. 找到该直线与平衡线交点的 坐标（x， y） e连接f、e两点即可。 * * 第6章 蒸 馏 Distillation * * 蒸馏概述 * * * * 一.目的与依据： 1. 目的:分离均相（互溶）液体混合物(酒精、油品） 工业上90-95%的分离过程（产品提纯） 由精馏完成。 通过液相混合物部分气化所生成的气相組成与液相组成有差别即： 2. 依据:各组分挥发性的差异 易挥发组分：轻组分 难挥发组分：重组分 * * 概念: 二.分类： 分类依据 分类情况 组分数 双組分蒸馏与多组分蒸馏 操作方式 间歇蒸馏与连续蒸馏 分离方式 简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏 操作压强 常压蒸馏、加压和减压蒸馏 * * 1. 简单蒸馏 Differential Distillation * * 加熱 冷凝 温度越来越高 易挥发组分越来越少 2. 平衡蒸馏（闪蒸） 　Equilibrium (Flash) Distillation * * 经过节流阀以后的气液两相成平衡状态：故称之为平衡蒸馏 关键部件：节流閥 3. 精馏 Rectification * * 加热器 冷凝器 4. 特殊精馏 恒沸精馏 Azetropic-Distillation 萃取精馏 Extrative-Distillation 分子蒸馏 催化精馏 反应精馏 * * 现代科技进展之一：分子水平上的分离 现代科技进展之二：加叺催化剂之精馏 现代科技进展之三：反应与精馏之耦合 1.流程简单，无溶剂加入可直接获得产品； 2.分离程度高，应用广泛； 3.发生相变（须慥成两相）故能耗大。 三. 特 点 精馏塔设计容量范围比其它过程设备大得多 单塔直径：0.3～10米高度：3～75米 * * 四.蒸馏费用和操作压强 1. 操作费用： 汽化：需提供热量 冷凝：需提供冷量 操作费用为加热费、冷却费、料液输送费用之和。 2. 操作压强P的选择：经济核算确定 (1)加压蒸馏：P↑T c （冷凝点）↑，免用昂贵冷冻剂但T h↑； （主要考虑的是易挥发产品端的降耗） (2)减压蒸馏：P↓，T h （沸点）↓免用高温载热体，但T c↓ （主要考虑的是难挥发端的节能） * * 第1节 双组分溶液 汽液相平衡 * * 一.理想物系汽液相平衡（两组分） 1.相律：求气液平衡时物系的自由度 F ＝ N（组分）－φ