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華東理工大學化工原理第九章01.ppt

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第九章 液體精餾1 概述1.1 蒸餾的目的 分離液體混合物1.2 基本依據(原理) 液體中各組分揮發度的不同 恒定溫度、壓力,氣液相平衡A組分比B組分易揮發:A為輕組分,B為重組分, , 或汽相冷凝后,A的濃度高 —實現了部分分離輕重組分是相對的: 苯、甲苯混合液中,甲苯為重組分; 甲苯、二甲苯混合液中,甲苯為輕組分1.3 工業蒸餾過程①平衡蒸餾(閃蒸)②簡單蒸餾①②只能達到有限的分離③精餾 多次汽化多次冷凝,達到高純度分離 例如,石油加工中,環丁砜抽提后得到芳烴1.4 精餾操作的經濟性操作費用:加熱沸騰、冷卻冷凝 沸騰和冷凝的溫度與操作壓強有關加壓精餾:如空氣分離; P↑,t↑,冷凝費用降低真空精餾:P↓,t↓, 如高沸點物質、熱敏物質分離2 雙組分溶液的汽液相平衡2.1 理想物系汽液相平衡 雙組份汽液平衡的自由度 F = N – Φ + 2 組分數 相數F=2, P, t 一定, 組成就定了 P, x 一定, t 就定了如:苯-甲苯(101.3kPa下) 80.2℃ 110.6℃安托因方程相平衡 fV = fL理想物系 ,拉烏爾定律 ,歸一條件沸騰時道爾頓分壓定律相平衡常數定義為∴ , 注意KA并非常數①泡點線(液相線)②露點線(汽相線)③y~x的近似表達式揮發度 ,相對揮發度α相平衡方程理想物系在操作溫度范圍(純A、純B沸點),若α變化不大,可取α=1時,y = x,能否進行分離?操作壓強對相對揮發度的影響 P↑, α ↓ 2.2 泡點計算:2.3 露點計算:為什么不用沸點來衡量揮發性?例:101.3kPa下,乙醇沸點:78.3℃ 水沸點:100℃2%乙醇的水溶液,蒸發后留水98%乙醇的水溶液,蒸發后留乙醇 2.4 非理想溶液的汽液相平衡強正偏差pA>p0AxA,出現最低恒沸物 注意溫度高低的排序強負偏差pA<p0AxA ,出現最高恒沸物 注意溫度高低的排序常用相平衡計算方法 PyA=p0AxAγA, PyB=p0BxBγB活度系數γA, γB范拉方程(A、B分子體積大小相差較大) A12和A21為模型參數馬古斯方程(A、B分子體積大小相差較小) lnγA=[A12+2(A21-A12)xA]x2B lnγB=[A21+2(A12-A21)xB]x2A A12和A21為模型參數3 平衡蒸餾與簡單蒸餾3.1 平衡蒸餾(閃蒸)①物料衡算 F=D+W FxF=Dy+Wx定義∴ W=qF , D=(1-q)F杠桿定律同時,y 與 x 滿足相平衡②熱量衡算 Q=FCp(T-t0)節流后,顯熱→潛熱 FCp(T-te)=(1-q)Fr應加熱至3.2 簡單蒸餾非定態 y(t), x(t) Wx=ydW+(W-dW)(x-dx)得 (y-x)dW=Wdx當 時,當簡單蒸餾中 與平衡蒸餾中q相等時,分離程度哪個大?本次講課習題:第九章 1,2,3,4,5
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