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6.3 简单蒸馏和平衡蒸馏6.3.1 简单蒸馏（微分蒸馏，瑞利蒸馏） 1 简单蒸馏装置和操作方法 简 单 蒸 馏 6.3.2 平衡蒸馏（闪蒸） 1 闪蒸流程和操作方法 平衡蒸馏原理 a）无进料和采出塔板物料衡算 * 思考题： （1） 理想体系是指 。 （2） 在压力一定的条件下，理想体系的相平衡常数仅与 有关。 （3）蒸馏操作的依据是 。 （4）进行蒸馏操作的必要条件是 。 （5）系统压力增大，气、液混合物的温度 ，两相区 ，对蒸馏过程 。 思考题： （1） 理想体系是指 气体是理想气体混合物、液相是理想溶液。 （2） 在压力一定的条件下，理想体系的相平衡常数仅与 体系的温度 有关。 （3）蒸馏操作的依据是：利用液体混合物中各组分在一定温度下挥发能力的差异。 （4）进行蒸馏操作的必要条件是：形成气、液两相共存体系；各组分间挥发能力差异足够大。 （5）系统压力增大，气、液混合物的温度 升高， 两相区 缩小，对蒸馏过程 不利。 （2）相图 ① 温度-组成图（t-x-y） ② 气、液平衡组成的 x-y 图 （3）相对挥发度法 （1）平衡常数法 1. 理想体系的气、液相平衡关系 nF, zF nD3, xD3 nD1, xD1 nD2, xD2 nW2, x2 2 特点 ① 间歇操作过程是一动态过程； ② 易挥发组分更多地传递到气相中去，釜液温度不断升高； ③ 产品与釜液组成随时间而改变 降低）； ④ 瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态。 3 简单蒸馏的计算 nW——釜内液相量，kmol； x ——任一时刻液相组成； dnW ——d?时间内蒸发的釜液量, kmol； dnV——d?时间内移出的蒸汽量, kmol，其组成为 y，则: ① 易挥发组分的物料衡算 整理得： 积分： 若低压下，液相为理想溶液的双组分蒸馏，则有： 说明: 如果 x, y 之间的平衡关系不能用以上方程表达时， 则需采用数值积分或图解法积分求解。 ② 蒸馏产品的平均组成 设nW为任一时刻的釜液量，kmol 2 特点 ①　连续操作； ②　组成和温度恒定不变； ③　气、液两相平衡 。 温度和压力对平衡蒸馏的影响 3 平衡蒸馏的计算 物料衡算： 相平衡方程： 归一方程： 热量衡算： 由物料衡算关系得： —— 操作线方程 由i 组分的物料衡算关系和相平衡关系得： —— 汽化率 式中: 对二元理想物系，略去下标： 因为 处于平衡状态，所以 —— 操作线方程 —— 相平衡方程 给定压力与汽化率，可用图解法方便地确定闪蒸后的两相组成。 图解过程： 6.4 精馏 6.4.1 精馏原理 （1）精馏过程 进料板以上称为精馏段 —— 精制汽相中的易挥发组分。 进料板以下（包括进料板）称为提馏段 —— 提浓液相中难挥发组分。 塔顶产品称为馏出液 —— 富含易挥发组分。 塔底产品称为釜液 —— 富含难挥发组分。 板式塔 釜液 馏出液 进料 （2）精馏原理 ① 回流 包括塔顶液相回流和塔底汽相回流。 ② 传质推动力 易挥发组分：液相→汽相； 难挥发组分：汽相→液相。 ③ 传质方向 易挥发组分沿塔高方向增加，而温度沿塔高方向降低。 ④ 过程控制 精馏过程速率由传质过程控制。 （3）理论塔板（平衡级）的概念 理论塔板：指这样一块塔板，当汽、液两相在其上进行 接触传质时，离开该塔板的两相在传质、传热方面都达 到了平衡。即汽、液两相的温度相同、组成互呈平衡， 常又称为平衡级。 总板效率 注意：N 不包括塔釜（再沸器） 理论塔板 （4） 传质设备 板式塔—逐级接触式设备； 填料塔—微分接触式设备。 板式塔 填料塔 总物料衡算： 计算类型： 操作型计算、设计型计算。 计算依据： ▲ 物料衡算； ▲ 热量衡算； ▲ 相平衡关系； ▲ 归一方程。 1 精馏过程物料衡算 ① 全塔物料衡算 易挥发组分物料衡算： 6.4.2 精馏过程的描述 qnF, zF qnW, xW qnD, xD 精馏塔 回收率定义 馏出液中易挥发组分的回收率： 釜液中难挥发组分的回收率： ② 塔板物料衡算 b）进料板物料衡算 2 精馏过程热量衡算 ① 无进料和采出塔板的热量衡算 ② 恒摩尔流假定 对多数有机同系物和许多相近的理想溶液体系，若 a）热损失很小，可以忽略不计； b）混合热为零； c）各板上混合物的摩尔汽化热近似相等； * *