33 第九章 液体精馏2.pptx

第1页：第二节双组分溶液的汽液相平衡

第二节双组分溶液的汽液相平衡

一理想物系的汽液相平衡蒸馏过程都涉及两相共存的平衡物系。

蒸馏过程是物系在汽—液相间由一相转入另一相的质量传递过程，任何传质过程都是由不平衡趋向于平衡的过程。

第2页：第二节双组分溶液的汽液相平衡（续）

第二节双组分溶液的汽液相平衡（续）

蒸馏操作在操作之前先要确定操作压力P,（一般为常压）此时F=1，若t一定，组成便随着之确定。

即P一定时，＊tx；*xy（一一对应的关系）.c=2,ϖ=2,所以F=2.1.相律(自由度)对双组分蒸馏:平衡物系涉及到参数t,P,y,x.(利用归一条件)对双组分物系，一相中某一组分的摩尔分率确定后，另一组分的摩尔分率也随之而定。

则P,t和组成三个参数中若规定两个，其余的则不能任意给定。

第3页：理想溶液某一组

理想溶液某一组

平衡时:P=P0x;P=P0xAAABBBBAP0=f(B)(t)P0=f(A)(t)P0,P0−−在溶液温度(t)下纯组分A,B的饱和蒸汽压AByAyBxAxB2.拉乌尔定律描述的是：理想溶液某一组分在汽相中的分压和该组分在液相中的浓度的关系。

第4页：各组分的蒸汽压之和等于总外压

各组分的蒸汽压之和等于总外压

000BAAAABBAAP0P0PPP0P0−P0P−P0=A.B(露点方程)=AxAPA=Px=PyB⇒yA−P0P−P0PAxA+P(1−x)=P⇒x=B(泡点方程)B0B0AA=f(t)代入以上两式得:把P=f(t)及PAfA(t)−fB(t)P−fB(t)X=.f(t)AAPfA(t)−fB(t)P−fB(t)y=混合液沸腾的条件是：各组分的蒸汽压之和等于总外压，即P=PA+PB3.道尔顿分压定律:

第5页：温度的关系可用安托因公式表示

温度的关系可用安托因公式表示

为非线性的。

→xA,yA纯组分的饱和蒸汽压P与0温度的关系可用安托因公式表示logP0=A−Bt+CA，B，C为某组分的安托因常数，可查得。

即:可根据泡点或露点(t)计算，但一般需试差。

因为fA(t)和fB(t)Bt+ClogP0=A−

第6页：露点线汽液共存区泡点线纯

露点线汽液共存区泡点线纯

xAyAt'AyAx'露点线汽液共存区泡点线纯A的沸点液相区过热蒸汽区4.相平衡图（t--y）和（x--y）在总压P一定的条件下,汽液相组成与温度的关系(9--6)或(9--11)可以表示成下图：组分B的沸点

第7页：双组分溶液的温度

双组分溶液的温度

ABDEFGF`y1总压一定C0温度tx1x组成x(y)图9-3双组分溶液的温度—组成图

第8页：曲线上各点所

曲线上各点所

总压一定01.01.0xy在恒定总压,不同温度下互成平衡的两组分y=f(x)的关系如上图。

因对理想物系y>x，则平衡曲线必在对角线上。

注意：在y~x曲线上各点所对应的温度是不同的。

x图9-4相平衡曲线

第9页：相对挥发度

相对挥发度

5.相对挥发度对纯组分，它的饱和蒸汽压就反映了它的挥发性的大小；对混合溶液，某一组分的挥发性因为其它组分的存在而发生改变。

此时AAυ=P0BABAxxPAPBυ=,υ=AAAABBAAABAxyxyPxyPxBPBx混合液中的两组分的挥法度之比叫相对挥发度PA(1−x)(1−y)===υ=υα

第10页：表示汽液两相的组成关

表示汽液两相的组成关

AA−1)xy=1+(ααx相平衡方程（表示汽液两相的组成关系）0BBA0ABBABBABP0P0xPx=P=PxP=Pxα=>1或α<1时,可用精馏的方法来分离;故α≠1时,即α对于理想溶液PAxByByAyBxAyAxBxB当α=1时,溶液不能分离;PBxAPAυB=αxA⇒=又由α=υA=

第11页：相对挥发度

相对挥发度

PBA2112P00(B)0Aα=α+(α−α)x121α=(α+α)α常有两种取法:。

范围内取α为常数来处理随t的变化很小,因而可在操作的温度但=f(t),所以α=ϖ(t),即α随温度而改变因为P01.01.0yxα=531.5α=1,(y=x)相对挥发度α为定值时的相平衡曲线（恒压）

第12页：相对挥发度

相对挥发度

αx1+(α−1)y=α=1时，y=x,分离某物系的难易程度。

1.0即，相平衡关系为对角线。

从图9-5可看y到，a越大，同一液相组分x对应的y值越大，可得到浓度较高的轻组分．因此a的大小反映了使用蒸馏a=531.5a=1,(y=x)0x1.0相对挥发度a为定值时的相平衡曲线（恒压）

第13页：平衡线

平衡线

•α的物理意义•气相中两组分组成之比是液相中两组分组成之比的倍数•α标志着分离的难易程度:•α愈大,平衡线愈远离对角线，物系愈易分离；•α=1,无法用普通蒸馏方法分离。

第14页：理想物系的汽液相平衡

理想物系的汽液相平衡

二非理想物系的汽液相平衡液相属非理想溶液;非理想物系有两种情况：汽相属非理想气体.1非理想溶液异种分子间的作用力不同于同种分子间的作用力.其表现是溶液中各组分的平衡蒸气压偏离拉乌尔定律。

偏差可正可负，见9--6图。

非理想溶液的蒸气压可表示成:BBBBAAAA00P=PxγP=Pxγ

第15页：它与组成有关

它与组成有关

γA,γB分别为组分A,B的活度系数,它与组成有关当总压不太高时,汽相仍服从道尔顿定律.PP0xγyA=AAA

第16页：某些溶液和理想溶液比具有较

某些溶液和理想溶液比具有较

大的正负差,具有正偏差的溶液一般正偏差：pA&gt;pA理，pB&gt;pB理。

乙醇－水溶液相图正偏差溶液：x=0.894，最低恒沸点，78.15℃

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第18页：低温下进行蒸馏操作时

低温下进行蒸馏操作时

注意:在恒沸组成时,气液两相的组成相同,因此不能用一般蒸馏方法将恒沸物中的两组分分开。

2非理想气体在高压、低温下进行蒸馏操作时,物系的汽相与理想气体偏差很大。

对实际气体的非理想性的修正,可查阅有关参考书。

3总压对相平衡的影响P升高,泡点t升高,各组分间挥发度的差异减小,分离较困难。

第19页：平衡线

平衡线

p3>p2>p1压力增加，平衡线靠近对角线，分离难度大

第20页：蒸气冷凝温度也相应降低

蒸气冷凝温度也相应降低

的冷凝温度,以避免采用冷冻设备.故生产中压力的确定,应从溶液分离的难易即操作费用全面衡量而定。

对高沸点溶液常用低压操作,即降低泡点,使增加以利于组分的分离.但压力过低,蒸气冷凝温度也相应降低则所需的冷却介质往往要求采用冷冻设备。

对于低沸点溶液的分离通常采用加压操作,目的在于提高蒸气