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精馏 期末复习重点 §1 概述 一、概念 二、蒸馏与蒸发的区别 三、分类 §2 双组分理想溶液的气液平衡 一、纯组分液体的气液平衡 二、拉乌尔定律 均相混合溶液中某组分的饱和蒸汽压一定比该组分在纯态时的饱和蒸汽压低。 1880年，法国人拉乌尔（Francois Maric Raoult ，1830~1901）提出： 一定温度下，当气液达到平衡时，理想溶液中某组分的饱和蒸汽压等于该组分在纯态时的饱和蒸汽压与该组分在溶液中的摩尔分率的乘积。 pA = pAo · xA pB = pBo · xB 对于双组分溶液，则有 pB = pBo · xB = pBo ·（1－xA） 式中：pA 、pB分别为溶液上方A、B两组分的平衡分压。 pAo 、pBo分别为同温度下A、B两纯组分的饱和蒸汽压。 xA 、 xB分别为溶液中A、B两组分的摩尔分率。 实际溶液只在浓度很稀时服从拉乌尔定律。 三、道儿顿分压定律 理想气体在一定温度下，气液平衡时，气相中某组分的饱和蒸汽压等于等于该组分在气相中的摩尔分率与总压的乘积。 pA = P · yA pB = P · yB 对于双组分溶液，则有 pB = P · yB = P ·（1－yA） 针对液相计算时采用拉乌尔定律。 针对气相计算时采用道儿顿分压定律。 四、实际溶液与理想溶液 五、理想的完全互溶双液系的相平衡图 1、p – x – y 图 （压力—组成图） 2、t – x – y 图 （温度—组成图） t t – y 线 tB t – x 线 tA xB=1 x ( y ) xA=1 两条线 t – y 线（饱和蒸汽线、泡点线）：表示混合液的沸点与平衡气相组成y之间的关系。横坐标为y t – x 线（饱和液体线、露点线）：表示混合液的沸点与平衡液相组成x之间的关系。横坐标为x 三个区 液相区：饱和液体线以下的区，此区为全液态的单相区，该区代表低于饱和温度的未沸腾的液体。 过热蒸汽区：饱和蒸汽线以上的区，此区为全气态的单相区。该区代表高于饱和温度的过热蒸汽。 气液共存区：饱和液体线以上、饱和蒸汽线以下的区，此区内液体处沸腾状态，气液共存，为两相区。 结论： （1）气液两相达平衡时，由于气液两相温度相同，所以平衡组成处同一水平线上 （2）易挥发组分含量增加时，混合液的沸点降低。 （3）气液共存时，气相中易挥发组分的浓度只有大于液相中易挥发组分的浓度，即yx，混合液才能用精馏方法分离。y与x相差越大，分离越容易。 3、y – x 图 （气液平衡曲线） 气液平衡曲线为不同饱和温度时气液组成x、y描绘出的曲线。 平衡线距对角线越远，y与x相差越大，精馏分离越容易。 平衡线在对角线上方，曲线描述精馏过程；平衡线在对角线下方，曲线描述吸收过程。 平衡线与对角线重叠，则不能采用精馏或吸收方法分离。 六、挥发度与相对挥发度 1、挥发度 挥发度的定义：混合液中某组分的平衡分压与平衡时该组分的摩尔分率之比。 挥发度是以混合液中某组分的气相分压的大小表示其挥发难易程度的物理量。 浓度相同时，某组分的气相分压越大，则该组分越容易挥发。 纯液体的挥发度，就是该液体的饱和蒸汽压。 对于理想容易，VA = pAo ； VB = pBo 2、相对挥发度 相对挥发度——两组分挥发度之比 则 y = 气液平衡方程 1）当 1时，VAVB，A组分较B组分易挥发，则越大，气相组成y与液相组成x相差越大，混合液分离越容易。 2）当 =1时，VA=VB，A组分与B组分挥发度相同。则气相组成y与液相组成x相同，混合液不可能用精馏方法分离。 §3 简单蒸馏 §4 平衡蒸馏 §5 精馏原理 一、精馏 多次部分汽化、部分冷凝 二、塔板