2009-7-30
第五章蒸馏一、概述二、拉乌尔定律三、挥发度和相对挥发度四、气液相平衡图五、非理想溶液第一节两组分溶液气液平衡
2009-7-30
一、概述
1,蒸馏的原理利用混合物在一定压力下各组分 相对挥发度 （ 沸点 ） 的不同 进行分离的一种单元操作 。
易挥发组分,沸点低的组分难挥发组分,沸点高的 组分
2009-7-30
乙醇水体系的蒸馏分离乙醇水 加热汽相,
醇富集液相,
水富集冷凝冷却乙醇产品废水
2009-7-30
2,蒸馏的分类按蒸馏方式简单蒸馏平衡蒸馏 （ 闪蒸 ）
精馏特殊精馏恒沸蒸馏萃取蒸馏水蒸汽蒸馏较易分离的物系或对分离要求不高的物系难分离的物系很难分离的物系或用普通方法难以分离的物系
2009-7-30
按操作压强常压加压减压一般情况下多用常压常压下不能分离或达不到分离要求混合物中组分双组分多组分按操作方式间歇连续
2009-7-30
二、拉乌尔定律
1,拉乌尔定律溶液理想溶液非理想溶液
BBAAAB aaa
AoAA xpp?
BoBB xpp?
xp A0?
)1(0 xp B
2009-7-30
oBoA pp,可由 Antoine方程计算或从手册中查
Ct
BAP
ln
当溶液沸腾时,溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和
BA ppP )1( xpxp oBoA
o
B
o
A
o
B
PP
PPx
P
py A?
x
P
p oA? ——由拉乌尔定律表示的气液平衡关系
2009-7-30
三、挥发度和相对挥发度
1,挥发度
对纯液体,挥发度指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压
oBBoAA pvpv,
对混合液,挥发度为组分在蒸气中分压和与之平衡的液相中的摩尔分率之比
i
i
i x
pv?
2009-7-30
对于理想溶液：
A
A
A x
pv?
A
A
o
A
x
xp? o
Ap? oBB pv?
对于非理想溶液：
B
B
B
A
A
A x
pv
x
pv,
2,相对挥发度溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比,
用 α表示 。
B
A
v
v
B
B
A
A
x
p
x
p
AB
BA
xp
xp?
2009-7-30
相对挥发度的数值可由实验测得对理想溶液：
o
B
o
A
B
A
p
p
v
v
理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两组分的泡和蒸汽压之比 。
当 t变化时,两者的变化不大,一般可将 α视为常数,计算时 可取操作温度范围内的平均值 。
2009-7-30
若操作压强不高,气相遵循道尔顿分压定律
B
A
B
A
y
y
p
p?
AB
BA
xp
xp
AB
BA
xy
xy?
xy
xy
)1(
)1(
x
xy
)1(1
—— 气液平衡方程
2009-7-30
由
x
xy
)1(1
知,
1 时,。xy? 组分 A较 B易挥发,可以用蒸馏方法分离
1 时,挥发度差异愈大,愈有利于蒸馏操作 。
1
时,。xy? 不能用普通蒸馏的方法分离混合液 。
α可作为混合液 能否用蒸馏方法分离以及分离难易程度的判据 。
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四、汽液相平衡图
1,温度 — 组成 ( yxt 图 )
两条线
三个区
三种点
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表示混合液的平衡温度和液相组成之间关系,t-x线 。
露点线表示混合液的平衡温度和气相组成之间的关系,t-y线,泡点线
两条线
2009-7-30
过热蒸汽区液相区
三个区
2009-7-30
●
●
● 沸点 （ boiling point ）
●
● 泡点 （ bubblepoint ）
x越大,易挥发组分的含量越高,泡点温度越低 。
●
● 露点 （ dew point ）
y越大,易挥发组分含量越高,露点温度越低 。
2009-7-30
t
汽液 两相处于平衡时,两相温度相同 此时,气相组成大于液相组成；
当气液 两相组成相同时,气相露点温度总是高于液相的泡点温度 。
2009-7-30
EtE
xFx
E yE
t-x-y 图与蒸馏原理
2009-7-30
2,x-y 图
平衡线位于对角线的上方,平衡线偏离对角线 愈远,表示该溶液 愈易分离 。
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五、非理想溶液非理想溶液最低恒沸点如：乙醇－水,正丙醇－水最高恒沸点如：硝酸－水,氯仿－酮正偏差溶液
1＞i?
负偏差溶液
1＜i?
第五章蒸馏一、概述二、拉乌尔定律三、挥发度和相对挥发度四、气液相平衡图五、非理想溶液第一节两组分溶液气液平衡
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一、概述
1,蒸馏的原理利用混合物在一定压力下各组分 相对挥发度 （ 沸点 ） 的不同 进行分离的一种单元操作 。
易挥发组分,沸点低的组分难挥发组分,沸点高的 组分
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乙醇水体系的蒸馏分离乙醇水 加热汽相,
醇富集液相,
水富集冷凝冷却乙醇产品废水
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2,蒸馏的分类按蒸馏方式简单蒸馏平衡蒸馏 （ 闪蒸 ）
精馏特殊精馏恒沸蒸馏萃取蒸馏水蒸汽蒸馏较易分离的物系或对分离要求不高的物系难分离的物系很难分离的物系或用普通方法难以分离的物系
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按操作压强常压加压减压一般情况下多用常压常压下不能分离或达不到分离要求混合物中组分双组分多组分按操作方式间歇连续
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二、拉乌尔定律
1,拉乌尔定律溶液理想溶液非理想溶液
BBAAAB aaa
AoAA xpp?
BoBB xpp?
xp A0?
)1(0 xp B
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oBoA pp,可由 Antoine方程计算或从手册中查
Ct
BAP
ln
当溶液沸腾时,溶液上方的总压等于各组分的蒸气压之和
BA ppP )1( xpxp oBoA
o
B
o
A
o
B
PP
PPx
P
py A?
x
P
p oA? ——由拉乌尔定律表示的气液平衡关系
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三、挥发度和相对挥发度
1,挥发度
对纯液体,挥发度指该液体在一定温度下的饱和蒸汽压
oBBoAA pvpv,
对混合液,挥发度为组分在蒸气中分压和与之平衡的液相中的摩尔分率之比
i
i
i x
pv?
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对于理想溶液：
A
A
A x
pv?
A
A
o
A
x
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对于非理想溶液：
B
B
B
A
A
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2,相对挥发度溶液中易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比,
用 α表示 。
B
A
v
v
B
B
A
A
x
p
x
p
AB
BA
xp
xp?
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相对挥发度的数值可由实验测得对理想溶液：
o
B
o
A
B
A
p
p
v
v
理想溶液中组分的相对挥发度等于同温度下两组分的泡和蒸汽压之比 。
当 t变化时,两者的变化不大,一般可将 α视为常数,计算时 可取操作温度范围内的平均值 。
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若操作压强不高,气相遵循道尔顿分压定律
B
A
B
A
y
y
p
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AB
BA
xp
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xy
xy?
xy
xy
)1(
)1(
x
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)1(1
—— 气液平衡方程
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由
x
xy
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知,
1 时,。xy? 组分 A较 B易挥发,可以用蒸馏方法分离
1 时,挥发度差异愈大,愈有利于蒸馏操作 。
1
时,。xy? 不能用普通蒸馏的方法分离混合液 。
α可作为混合液 能否用蒸馏方法分离以及分离难易程度的判据 。
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四、汽液相平衡图
1,温度 — 组成 ( yxt 图 )
两条线
三个区
三种点
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表示混合液的平衡温度和液相组成之间关系,t-x线 。
露点线表示混合液的平衡温度和气相组成之间的关系,t-y线,泡点线
两条线
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过热蒸汽区液相区
三个区
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●
●
● 沸点 （ boiling point ）
●
● 泡点 （ bubblepoint ）
x越大,易挥发组分的含量越高,泡点温度越低 。
●
● 露点 （ dew point ）
y越大,易挥发组分含量越高,露点温度越低 。
2009-7-30
t
汽液 两相处于平衡时,两相温度相同 此时,气相组成大于液相组成；
当气液 两相组成相同时,气相露点温度总是高于液相的泡点温度 。
2009-7-30
EtE
xFx
E yE
t-x-y 图与蒸馏原理
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2,x-y 图
平衡线位于对角线的上方,平衡线偏离对角线 愈远,表示该溶液 愈易分离 。
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五、非理想溶液非理想溶液最低恒沸点如：乙醇－水,正丙醇－水最高恒沸点如：硝酸－水,氯仿－酮正偏差溶液
1＞i?
负偏差溶液
1＜i?
