双组分溶液气液相平衡.ppt

双组分溶液气液相平衡第一节概述一、蒸馏过程蒸馏目的:分离液体混合物吸收:气体分离蒸馏:液体分离蒸发:固液分离闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀二、过程实施与经济性蒸馏无回流有回流蒸馏依据:挥发度差异挥发度表示组分由液相至气相的能力。液体均有挥发成为蒸汽的能力,但各液体的挥发性各不相同,因此液相混合物部分汽化生成的气相组成也液相组成也有差别。y原料液x蒸气xD1xD2xD3冷凝器闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀简单蒸馏示意图平衡蒸馏示意图料液,xFFeed塔顶产品,xDOverheadproduct塔底产品,xWBottomsproduct液相回流Liquidreflux汽相回流Vaporreflux精馏段Rectifyingsection提馏段Strippingsection再沸器Reboiler冷凝器condenser精馏示意图蒸馏分离实例:石油炼制中使用的250万吨常减压装置本章重点:精馏塔的设计型计算与操作型计算难点:汽液相平衡概念及加料热状态问题蒸馏的经济性——热耗(加热费用与冷却费用)第二节双组分溶液的气液相平衡一、相律相—具有相同的物性、化学组成均匀部分讨论:平衡物系设计的参数:温度t,压强P,及汽、液两相的组成,三者知其二则平衡体系的状态确定。(组分数N=2,相数φ=2,平衡物系自由度F=2)相律蒸馏过程系恒压操作,压强P一旦确定,物质只剩下一个自由度。(1)液相(或汽相)组成与温度间的一一对应关系恒压下双组分平衡物系中存在如下关系:(2)汽液组成之间的一一对应关系。结论:该结论有利于分析蒸馏过程:随着蒸馏进行,液体中轻组分浓度逐渐下降,重组分浓度逐渐上升。即当组成改变,则釜内温度必随之升高。反之,当釜液组成没有发生明显变化,则增、减加热速率,只能增、减汽化速率而不能明显改变液相温度。二、理想物系汽液相平衡理想物系含义:在一定温度下,理想溶液上方组分i的蒸汽压pi等于纯组分i的饱和蒸汽压pio乘以溶液中的i摩尔分率xi。汽相为理想气体,服从理想气体定律或道尔顿分压定律液相为理想溶液,服从拉乌尔定律;拉乌尔定律: