【化工单元操作】项目4蒸馏任务2双组份溶液的气液平衡2课件

1、任务二双组份溶液的气液平衡化工单元操作项目四 蒸馏第1页，共18页。目 录CONTENTS任务导入任务描述任务目标相关知识任务实施任务评价知识拓展第2页，共18页。有什么办法可以获得双组份理想溶液的组成呢？第3页，共18页。根据已知数据计算双组份理想溶液的组成。第4页，共18页。ABC1. 了解理想溶液与非理想溶液的定义；2. 掌握拉乌尔定律的应用；3. 了解挥发度与相对挥发度，简单蒸馏与平衡蒸馏；1. 培养学生的动手操作能力和观察分析能力；2. 增强学生对本专业的职业认同感和自豪感。1. 能正确的应用拉乌尔定律及道尔顿分压定律计算；2. 能够区分简单蒸馏与平衡蒸馏；知识目标技能目标素质目标第

2、5页，共18页。一、拉乌尔定律蒸馏是气液两相间的传质过程，因此常用组分在两相中的浓度(组成)偏离平衡的程度来衡量传质推动力的大小。根据溶液中同分子间与异分子间的作用力的差异，可将溶液分为理想溶液和非理想溶液两种。实验表明，理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律。第6页，共18页。拉乌尔定律： 式中 p 溶液上方组分的平衡分压，Pa； p0同温度下纯组分的饱和蒸汽压，Pa， 溶液中组分的摩尔分率。(下标A表示易挥发组分、B表示难挥发组分)一、拉乌尔定律第7页，共18页。为简单起见，常略去上式中的下标，习惯上以：x表示液相中易挥发组分的摩尔分率，以（1 - x）表示难挥发组分的摩尔分率；y表示气相中

3、易挥发组分的摩尔分率，以（1 - y）表示难挥发组分的摩尔分率。一、拉乌尔定律第8页，共18页。理想气体混合物的总压力等于各组分气体分压力之和，这就是道尔顿分压定律。对于理想的双组分气体，有p = pA + pB二、道尔顿分压定律第9页，共18页。气液平衡关系还可用相对挥发度来表示。纯液体的挥发度V是指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压。溶液中各组分的挥发度V可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率之比来表示，即：三、相对挥发度第10页，共18页。由于溶液中组分的挥发度是随温度而变的，因此在使用上不甚方便，故引出相对挥发度的概念。相对挥发度：习惯上将溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥

4、发度之比，以AB或表示，则有： 若操作压强不高，气相遵循道尔顿分压定律，上式可改写为：即相对挥发度的定义式。三、相对挥发度第11页，共18页。对理想溶液，相对挥发度则有： 上式表明，理想溶液中组分的相对挥发度，等于同温度下两纯组分的饱和蒸汽压之比。由于pA0及pB0 随温度沿相同方向而变化，因而两者的比值变化不大，故一般可将视为常数，计算时可取平均值。三、相对挥发度第12页，共18页。1、简单蒸馏将一定量的组成的原液，一次性的加入蒸馏釜中，在恒定压力下将其加热至泡点，将其产生的蒸气引入冷凝器中全部冷凝后，可得易挥发的组分含量高于原始溶液的馏出液，馏出液通常按照不同的组分范围分罐收集，最后当釜液

5、组成降至规定值时，停止操作，排出釜液，简单蒸馏适合于混合物的粗分离，特别适合于挥发度相差较大而分离要求不高的场合，例如原油或煤油的初馏。四、简单蒸馏和平衡蒸馏第13页，共18页。2、平衡蒸馏平衡蒸馏又称闪蒸，是一个连续定态的过程。 原料液先由加压泵加压后，连续通过加热器（或加热炉），加热至高于闪蒸器压力下的泡点，经节流阀骤然减压至闪蒸器内的压力，此时液体成为过热液体，高于泡点的显热将使部分液体汽化，这个过程称为闪蒸。四、简单蒸馏和平衡蒸馏第14页，共18页。2、平衡蒸馏平衡的气液两相在分离器中及时分离，其中气相易挥发组分较多，经冷凝器冷凝后，作为塔顶产品排出，液相易挥发组分较少，由塔釜作为底部

6、产品排出。 平衡蒸馏可以连续操作，且在闪蒸器内通过一次部分汽化让原料得到初步分离，因此它适合于大批量，粗分离的场合。四、简单蒸馏和平衡蒸馏第15页，共18页。任务实施第16页，共18页。目标评价要素评价标准评价依据考核方式得分权重自评20%互评20%师评60%知识基本知识1.掌握的知识点；2.完成书面作业3.分析和解决问题1.个人作业2.课堂笔记3.课堂练习4.项目测试35%能力基本技能1. 能正确的应用拉乌尔定律及道尔顿分压定律计算；2. 能够区分简单蒸馏与平衡蒸馏；1.课堂练习2.技能测试3.实验/实训报告50%情感与素质学习态度1.出勤情况2.遵章守纪3.主动学习4.完成作业5.独立探究问题1.考勤表2.学生及教师观察3.课堂笔记4.课前准备5.个人或小组作业5%沟通协作管理1.信息搜集与加工2.分工协作3.观点表达4.理解沟通1.乐于请教和帮助同学2.小组活动协调和谐3