化工原理蒸馏培训课件

蒸馏化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品等几乎都是由若干组分所组成的混合物，而且其中大部分是均相物系。生产中常需要将这些混合物分离成为较纯净或几乎纯态的物质(组分)。对于均相物系，必须要造成一个两相物系，才能将均相混合物分离，并且是根据物系中不同组分间的某种物性的差异，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。通常将物质在相间的转移过程称为传质过程或分离操作。化学工业中常见的传质过程有蒸馏、吸收、萃取及干燥等单元操作。蒸馏就是藉液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作。蒸馏这种操作是将液体混合物部分气化，利用其中各组分挥发度不同的特性来实现分离的目的。这种分离操作是通过液相和气相间的质量传递来实现的。晕通常坑，将咳沸点问低撕的组骂分称镇为更易辆挥发鞭组分够，沸娱点箱高腾的组王分称逮为遇难炕挥发纺组分摄。贼蒸馏王过程织可以捆按不僻同方封法分助类：甜按操呼作流彩程可签分为绪间歇故和连配续蒸删馏；霞按蒸辆馏方荣式可馋分为艘简单泛蒸馏代、平沉衡蒸图馏(系闪蒸钳)、鸣精馏庆和特凉殊精划馏等尺；怪按操康作压凯强可粪分为斩常压怕、加商压和裙减压刻精馏水；颜按待蹲分离蓄混合妖物中宣组分链的数屈目可呀分为歇两(默双)讨组分糊和多抗组分使精馏倾。落双组户分理吐想溶哈液的娱气液厉平衡跌蒸馏桨是气验液两抛相间轰的传陶质过事程，喜因此缎常恰用组猫分在垫两相数中的匹浓度莫(组仙成)纹偏离缴平衡拍的程吓度来慎衡量辫传质趣推动挺力的冻大小纳。传累质过层程是射以两锦相达贱到相鸽平衡鸦为极傻限的街。侮由此尚可见僚，气刊液相万平衡蔽关想系是身分析便蒸馏犁原理趣和进吼行瓜设备候计算助的理宿论基炭础。孝帜帅狗话字纸斑尺箱内蝴摄5止—撑1攀—夫1覆拉裂乌尔妇定律熟和相渣律碗充刻一、青拉乌饿尔定愧律虫安拆根据耳溶液富中同原分子映间与素异分亚子间称的作夺用力饮的差染异，畜可将筝溶液哭分为外理想巡溶液派和非继理想螺溶液放两种队。陶实验员表明馅，秒理想川溶液经的气铜液平肿衡关嫂系遵押循拉怕乌尔晚定律裙，即舰：铜爪蜂书犬开博赠酬席拳持优黄善宵算充跪凤恳（召5笛—语1）齿执腰滔（5活—雷1格a援）药式中垫拼盟p袋恋——领溶液今上方洽组分详的平篇衡分挺压，针Pa雾；郑p剧0袜——由同温仰度下尾纯组昌分的酬饱和脚蒸汽愧压，愿Pa掘，陶观州忧述x野——喜溶五液中益组分乞的摩殃尔分漠率。梅(下撤标塑A抹表示余易挥虑发组大分、奔B饲表示初难挥盘发组挎分挑)莲为简高单起马见，完常略葬去上创式中啦的下丹标，搭习惯木上以负：载x真表示而液相平中宾易挥望发组博分的与摩尔皱分率承，以冶(向1－敏x追)向表示让难挥粗发组头分的菊摩尔蹈分做率；则y表延示摊气相滥中酒易挥泄发组壶分的光摩尔铸分率孟，以爸(孟1－之y)档表示沟难挥漏发组混分的肆摩尔橡分率以。腾剃苏二、变相律储相律蜓表示固平衡富物系冈中的涌自由个度数火、相筹数及攻独立对组分驶数间熄的关从系有，即晃：时锄当稻肃羡壮线蹄折续叹罗妹拜候摊森究（5钩—恶2）愿式中而惊恨F后——纳自由真度数粉；中婆漫福载事C户——宣独立程组分佳数；躬墙蠢具态损Φ倒——部相数糖；饿伤坟饮覆2食——味表示雾外界抹只有债温度懒和压辟强这端两个挽条件攀可以抄影响罩物系秩的平童衡状渣态。沟对两出组分敏的气协液平影衡物魔系，桨其中斑组分双数为拌C疑=弹2，仔相数迟为芝Φ脂=全2暴，故丽由相厉律可徒知伙该平伙衡物稳系的陷自由腥度数龟为蓄2。煮由于稀气液杠平衡岛中镜可以堡变化舌的参望数有贩四个虏：即其温度循t全、压矩强狠P跨、一勾组分进在液突相和竭气相犹中的劫组成雾x鸟和y廉，即奇在求t学、斗P断、据x革和y太四个谅变量想中，醋任意粪确定乌其中题的二慢个变熔量，骆此平维衡状冻态也慌就被而唯一古地确恶定了出。洲由此油可知望，连两组悉分气轰液平梯衡物杏系中和只有友两个掩自由魄度抬。督又若倡再固昌定某膊个变春量(榜例如翻压强营P，给通常偏蒸馏馋可视刻为恒佳压下冻操纵迎)，劳则该询物系肉仅有某一个童独立缩变量唇t获，而赴其它光变量筝都是竞t捷的函齐数。蒸因此口两组熊分的胡气液尺平衡碗可以倡用一乖定压诚强下伯的现t依—杯x寺—寿y或侵x供—挎y的题函数霸关系液或相剂图来工表示忧。灿矛斗接夏奋轨嚷必碰说兔炮般5以—芳l舰—纹2拢盏两组洋分气爆液平垄衡相号图非伟闪淘一、轿沸点偷—稿组成叫（址t彼－彩x职－峡y层）图抓蒸馏敲操作披通常欠在一指定的际压强比下进印行，堪溶液肌的淡沸点艘则随踪组成容而变矮。义溶液园的沸核点脆——号组成丽图是唯分析芦蒸馏太原理请的理应论基迎础。挣在总鄙压P袋＝1疑01挎.培33碌k冶Pa勾下，能苯助—妄甲苯谷混合宅液的肯沸点矮—漏组成航图(朋t畏—皮x橡—替y)喉如图晶5毯—诸1所蹄示。佩图5灿—部1食苯抖—组甲苯辈混合乒液的鬼t往—抬x荷—益y图写图中凑以讽t璃为纵肤坐标滥，以潜液相亲组成蜂x当或气斜相组海成y鼠为横剪坐标焦。只图中酬有两刮条曲膨线：战上方熊曲线捧为验t锹—蹲y都线，寿表示惑混合跌液的耳沸点砍和平难衡气狐相组晓成y娘之间从的关蛋系。结此曲脚线称型为邮饱和巴蒸汽意线或殃露点剑线腿。煤下方脉曲线悄为桂t交—辩x坐线奖，疮表示棚混合报液的蜡沸点绸和平担衡液诚相组沙成河x阔之间粥的关齿系雹。此饱曲线绒称为站饱和摸液体茫线或授泡点孟线纱。片上述止的两讽条曲附线将照t改—朴x—葡y图圣分成坝三个硬区域恶：南泡点谜线以价下的通区域乒代表需没有径沸腾慰的液冷体，加称为锄液相籍区，统露点沟线上复方的风区域壁代表肝过热条蒸汽晨，称乓为过敞热蒸鞋汽区休；舌二曲累线包亲围的渐区域论表示猎气液柏同时挺存在对，称乓为气爱液共银存区胶。贞若将锅温度降为免t薪1舒、组跌成为谜x输1洁碗(图删中点救A所旷示)扒的混示合液寸加热才，当史温度姐升高怖到位t木2匙村(点片J绵)寇时，私溶液烛开始既沸腾庭，此追时燥产生风第一蜻个气屯泡，朵相应当的温柜度称善为泡踪点温绩度切，因该此抖饱和虏液体旋线又观称泡违点线盛。使同样阁，若岂将温闷度为肺t肝4借、组出成为醋y废1酱泻(点悔B扣)的抢过热状混合黎蒸汽甘冷却察，当霉温度皇降到敬t习3浙(点芦H灾)时铺，混搬合气糊开始杀冷凝此产生别第一闹滴液语体，顺相应巾的温符度称糟为露纸点温器度巷，飘饱和匀蒸气罢线又安称露刃点线密。校通常恼，雁t咸—析x橡—柱y关汇系的尊数据载由实郊验测坛得；光对于两理想吉溶液家，域t筐—尚x倍—收y关棉系的返数据焦也可摊用纯否组分佳的饱贺和蒸快汽压河数据竿，按俗拉乌撒尔定嫌律式洽（5否—摇1）抄及理添想气固体分翼压定签律（依p确=项P历时y少）进便行计草算免。尽对于活非理鲜想溶与液，和若非据理想础程度施不严倦重，朵其大t—容x—漏y图伤与理赖想溶仙液的升相仿裤；若姥非理喂想程甜度严恩重，像可能失出现坛恒沸河组成拉（即壤出现康恒沸崭点）我。得非理武想溶葛液可旅分为避两类险，即抄与理潜想溶岁液发件生岁正偏艘差泥的溶绩液及雁负偏萌差绿的溶君液纠。水各种症实际沫溶液拒与理代想溶史液的邪偏差损程度决是不俭同的傲。铁例如额：乙泄醇欢—鼓水、鬼正丙裂醇异—胡水等取物系吹是具网有很暂大追正偏致差油溶液具的典休型例巡子；瞒硝酸皮—坡水、万氯仿诱—戚丙酮钱等物徐系是盒具有歉很大梅负偏做差进溶液黄的典原型例爪子。错下灿图（丙a狐）为陆乙醇岸—备水混末合液般的搏t品—踢x锈—秩y覆图。栗图（禁a说）能零某棋眉袄后董害圈座蕉将拾烈图遇（助b掀）痒由图戒可见阻，液尸相线领和气丧相线消在点扁M备重合昆，即筝点M航所示颜的安两相亚组成亡相等紧。发常压抽下点辛M的存组成愈为界0.炊89谅4，劳称为叫恒沸宏组成居；相阁应的笨温度经为境78特.贸15目℃据，称虚为恒识沸点甩。此篮溶液币称为挂恒沸谅液。普因踪恒沸挡点M驰的温加度较舅任何追组成孟下溶符液的俊泡点秤都低街，故永这种小溶液匠称为步具有界最低浑恒沸奥点的馋溶液场。愧图（魄b散）是唇乙醇滔—里水混急合液框的理x—恩y图怕，平蛇衡线即与对弱角线在的交默点M作与图蒸（挽a妄）的期点M检相对缝应，诵该点论溶液苦的相恰对平挥发膜度经等于榴1机。灿帖凉下缎图（洽c脸）为榴硝酸嘉—给水混筒合液铸的辅t炒—钻x—贫y璃图躁。萄摸新重薯猪牧暗图樱（莲c塑）怖蒜辩煮晕参补给垄谎奉移吉悟喜石图（死d拿）词该图毫与图略（殖a扬）相有似，症不同伞的是滥在桂恒沸选点N鞭处的倍温度楚（劫12伙1跌.码9揭℃惨）比黄任何岔组成症下该武溶液巴的泡疑点都裂高，拒故这侨种溶泄液称窝为具伶有最胳高恒柴沸点弃的溶伪液睁。图扔中点携N所疼对应躺的恒何沸组店成为膨0.摆38绸3。薄图（福d贼）是邻硝酸铺—浸水混逝合液级的叙x估—博y图疾，平赠衡线诞与对漆角线觉的交邻点狡与图雾（坏c栽）中扬的点画N相举对应睁，骑该点幻溶液掩的刑相对珠挥发像度写等于旷1具。松同一贿种溶爬液的蛾恒沸最组成会随压疤强而秩变（身其中孤组成蚊又决揉定了时温度樱）沃，乙幕醇遗—语水系爪统的杏变化药情况宰如下逃表所杯示。户由表巡可见悬，在杏理论朱上可奏以用瘦改变贯压强踢的方泄法来写分离慕恒沸办液胳。佛例如恋：乙杯醇1始01李.3记kP戒a蛛，俭78拒.1芽5瞎0知C楚时，杆存在罩一恒铺沸点冻，液队相中拉乙醇竿的摩培尔分替率为亡0.踪89纺4抬，如称采用疮加压告操作伴（假估定压券强为恳19哪8勇.3尺kP您a乖），倦则恒锅沸点女变为肆95滩.饱3型0权C旨，液猾相中拦乙醇滥的摩踢尔分乎率则永为封0.惜89许0。饰但是屿实际哭使用猛时，己则焦应考些虑经对济性倡和操饱作可俩能性内。咱施后各种夹恒沸彼液的品恒沸堡组成谦的数坛据，锄可由瓶有关萍手册渡中略查得趁。再例1绣：苯总(A帅)与均甲苯法(B悠)的谎饱和丹蒸屯汽压挤和温阿度关健系数拌据如庄本题慕附表白1所络示。部试根鸡据表休中数蚀据作师P诱=1脚01况.茎3龙3隔k映Pa屋下，飞苯乡—布甲苯延混合株液的块t—借x—脱y图建。失该溶腰液可剖视为赔理想低溶液厚。密啊妨汇祸胆构赖晴渐山虚橡率舱附铺表1询解：果因苯皂—董甲苯禽混合疫液遵之循拉精乌尔剧定律球，即城可按建式（赞5米—薯1）稍和式饰（5抄—藏1邻a蜜）：升士为隐桨运献咳栗扑吓闻震耳兼求得临p袜A倘和p快B唱。坛们幼由于贴溶液班上方歌的总狭压等烂于各摩组分关的分妄压之漆和，帽即：改歪集踏焰碧长挪熊着艇耍解得乱：痛撇歉角去牢齿霉射锦僵格千持丘杰蛙系喝（末a姻）垫赠花当系罗统总笛压不排高时泉，气牲相可纯视为萌理想脊气体逮。由莲分压窗定律塔知：残才远太卡槐端援士落培忧矛杏众疮邮粱将上逃式代播入式朝（5烤—华1）疫，略坊去护x确及y摧的下墙标，炸整理懒得：揭意壳池责荒江袭妥顶裕探姐象俊雕道计缠传样葡争殿（雕b庙）亿由于冷总压掉P为悲定值叶（P正=以1欢01励.般33漂稻kP痕a）悲，故悠可任里选一踩温度搬t士，查例得该庙温度胡下，蹲各纯绕组分扎的饱筑和蒸胞汽压善P稻A始0鲁及p坊B压0差；带再利筛用式阿（筛a坡）算冶出液容相组透成x投，即陷为标飞绘卷t—杆x探线的扎数据幻；杏同时麻可用赴式（提b随）算军出气防相组间成y肌，即裂为标膨绘冰t—雕y线劳的数栏据。怪根据造饱和旨蒸汽恳压和奴温度然的关帝系数勤据（趁见本滔题附爱表）愚，以剥t河=厌寄95陪℃湾时为灰例，牵查得慰该温乖度下积苯的沫饱和参蒸汽锤压P董A群0作=抚互15炕5.填7角kP巨a汁，甲晨苯的络饱和候蒸汽笑压P吨B源0刷=君浪63译.3刑k捎Pa反；代劫入式娇（徐a武）、转（茄b垫）计犁算如跟下：雷医赏邪膛奔原撇重允樱其它鼠温度棚下的蚂计算辜结果膜列于忆下附掏表2呜：燕碧瞒士杠隆博飘受单括西欺辨蚊徐附表燕2匠根据饼以上柳计算雄出列离于表坊格的棵结果坡，即欧可断标绘膜得到铜苯坝—依甲苯与混合驻液的秧t翻—逼x苦—助y图报。窜如图谜5统—溪1所要示。宫告鹅二、叉液气主平衡堆组成马x司—皆y图贼蒸馏站计算哄中，猛经常模应用放到一器定压合强下及的x邀—血y图勇。碧下敌图5浇—畅2为韵苯膛—援甲苯励混合扭液在驾P＝植10仙1标.带33伪kP呢下的勺x—蹄y图赴。旺图中捞以熄x顶为横个坐标夺，y支为纵求坐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