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第五章 蒸馏 Distillation 5.1 双组分溶液的气液平衡 * 返回 武汉理工大学化工原理电子课件 * 返回 武汉理工大学化工原理电子课件 1. 均相物系的分离 混合物可分为非均相物系和均相物系。 非均相物系的分离前面已经讲过； 均相物系的分离条件是必须造成一个两相物系，然后依据物系中不同组分间某种物性的差异，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。 分离的目的： 浓缩：除去溶剂； 纯化：除去杂质； 分离：将混合物分成两种或多种目的产物； 反应促进：把化学反应或生化反应的产物连续取出，以提高反应速率。 2. 蒸馏 物质在相间的转移过程称为传质（分离）过程。 化学工业中常见的传质过程有蒸馏、吸收、萃取和干燥 蒸馏是利用物系中各组分的挥发度差异来过到分离目的 沸点低的组分称为易挥发组分，高的为难挥发组分 3. 蒸馏分离的特点 ΔG=ΔH-TΔS Wmin=ΔG 蒸馏操作需要消耗大量的能量，流程简单 蒸馏操作既可用于气体混合物的分离，也可用于液体混合物甚至是固体混合物的分离 蒸馏操作有时需要高压、高真空、高温或低温条件 4. 蒸馏过程的分类 按生产方式分为间歇蒸馏和连续蒸馏 按蒸馏方式分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等 按操作压强分为常压、减压、加压蒸馏 按待分离混合物中组分数不同分为双组分和多组分蒸馏 5.1双组分溶液的气液相平衡 5.1.1 双组分理想物系的气液平衡 5.1.2 双组分非理想物系的气液平衡 5.1.1 双组分理想物系的气液平衡 一、相律 在物理化学中，我们学习过相律，即： 式中F――自由度数； C ――独立组分数； Φ ――相数。 对双组分的气液相平衡，由相律知其自由度数为2。 二、双组分理想物系的气液平衡函数关系 所谓理想物系，即指液相为理想溶液，遵循拉乌尔定律；气相为理想气体。 拉乌尔定律： pA0、 pB0为溶液温度下纯组分A和B的饱和蒸气压 可查有关手册或由下面安托因方程求得： 当溶液沸腾时，溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和： 由式5-2和5-4得： 相平衡常数 当总压不变时，相平衡常数K并非常数，随温度变化 挥发度与相对挥发度 挥发度： 对双组分溶液，气相遵循道尔顿分压定律，则： 相对挥发度： 上式称为气液相平衡方程。α越大，分离越容易。 三、双组分理想溶液的气液平衡相图 温度----组成（t-x-y)图 图5-1 苯—甲苯混合液的t-x-y图 x-y图 图5-2 苯—甲苯混合液的x-y图