第五章化工原理蒸餾課件

蒸餾化工生產(chǎn)中所處理的原料、中間產(chǎn)物、粗產(chǎn)品等幾乎都是由若干組分所組成的混合物，而且其中大部分是均相物系。生產(chǎn)中常需要將這些混合物分離成為較純凈或幾乎純態(tài)的物質(zhì)(組分)。對(duì)于均相物系，必須要造成一個(gè)兩相物系，才能將均相混合物分離，并且是根據(jù)物系中不同組分間的某種物性的差異，使其中某個(gè)組分或某些組分從一相向另一相轉(zhuǎn)移以達(dá)到分離的目的。通常將物質(zhì)在相間的轉(zhuǎn)移過程稱為傳質(zhì)過程或分離操作?；瘜W(xué)工業(yè)中常見的傳質(zhì)過程有蒸餾、吸收、萃取及干燥等單元操作。蒸餾就是藉液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異而進(jìn)行分離的一種操作。蒸餾這種操作是將液體混合物部分氣化，利用其中各組分揮發(fā)度不同的特性來實(shí)現(xiàn)分離的目的。這種分離操作是通過液相和氣相間的質(zhì)量傳遞來實(shí)現(xiàn)的。通常，將沸點(diǎn)低的組分稱為易揮發(fā)組分，沸點(diǎn)高的組分稱為難揮發(fā)組分。蒸餾過程可以按不同方法分類：按操作流程可分為間歇和連續(xù)蒸餾；控按蒸麗餾方術(shù)式可錫分為舟簡(jiǎn)單湖蒸餾害、平雙衡蒸萬餾(搜閃蒸寶)、防精餾雷和特社殊精秀餾等銳；界按操襪作壓網(wǎng)強(qiáng)可死分為疾常壓哀、加擱壓和拴減壓溜精餾浙；送按待死分離族混合坡物中紐組分改的數(shù)暈?zāi)靠稍锓譃檑E兩(瓶雙)矛組分可和多后組分較精餾怒。卻雙組哄分理怠想溶辯液的秘氣液旺平衡臥蒸餾吼是氣農(nóng)液兩較相間乓的傳云質(zhì)過華程，郵因此妨常偽用組勢(shì)分在偵兩相端中的點(diǎn)濃度腥(組烘成)池偏離穿平衡燥的程慨度來壯衡量幕傳質(zhì)偏推動(dòng)歡力的光大小式。傳眾質(zhì)過鐘程是授以兩冤相達(dá)攻到相盞平衡酸為極倦限的抄。徒由此餅可見到，氣況液相已平衡擴(kuò)關(guān)系眾是分問析蒸駛餾原追理和溫進(jìn)行贊設(shè)備濫計(jì)算盾的理噸論基醒礎(chǔ)。帖5勾—縣1襖—接1淘拉枝烏爾魯定律季和相毒律久墾稼一、蟲拉烏垃爾定毒律祝根據(jù)皮溶液俯中同抗分子汽間與亦異分府子間秩的作絮用力作的差輔異，汽可將轎溶液榜分為牧理想聲溶液您和非育理想兼溶液慈兩種犬。吃實(shí)驗(yàn)如表明級(jí)，寄理想午溶液股的氣筒液平撫衡關(guān)競(jìng)系遵骨循拉套烏爾歡定律庭，即臨：蛇播久伐暑列（嗽5同—婚1）漁桑舉枝（5謹(jǐn)—斤1事a瘦）惕式中運(yùn)襯桌p暑——芽溶液騰上方模組分賺的平險(xiǎn)衡分競(jìng)壓，勢(shì)Pa旱；懂p明0擊——舞同溫住度下欲純組懼分的妥飽和晌蒸汽另壓，桐Pa灑，辨宣信x搖——庫(kù)溶熊液中攻組分呼的摩腎爾分簡(jiǎn)率。卷(下蝶標(biāo)商A原表示絕易揮三發(fā)組撇分、車B桿表示灣難揮警發(fā)組削分訴)桐為簡(jiǎn)燦單起何見，現(xiàn)常略響去上橡式中裂的下正標(biāo)，阿習(xí)慣蝶上以彈：杜x款表示追液相鍛中虎易揮梢發(fā)組瘋分的駐摩爾鉆分率秘，以汽(孩1－違x累)駱表示揀難揮瑞發(fā)組久分的灑摩爾絞分率毛；呆y表嗎示滔氣相促中課易揮遇發(fā)組泳分的污摩爾手分率請(qǐng)，以丑(1墾－y正)表擾示難疲揮發(fā)體組分哭的摩橫爾分鼻率。區(qū)二、車相律貌相律秤表示司平衡些物系疫中的敢自由兔度數(shù)臣、相私數(shù)及肚獨(dú)立皺組分梳數(shù)間礦的關(guān)豎系騙，即滲：串傻剛件竿它（5技—慘2）體式中欺繭異F肆——席自由收度數(shù)姓；噴恭熊蔑厭C饑——交獨(dú)立買組分康數(shù)；棄Φ刪——鼻相數(shù)牢；秘繼允衫嚼2促——蔽表示坊外界箱只有桌溫度碌和壓派強(qiáng)這夾兩個(gè)熔條件嗎可以趕影響訂物系控的平丑衡狀袍態(tài)。撇對(duì)兩軌組分真的氣杯液平好衡物扛系，愉其中際組分航數(shù)為晶C鞋=邪2，繩相數(shù)毅為透Φ志=碌2襲，故迷由相妥律可游知該晶平衡獄物系饅的自因由度棉數(shù)為修2。眾由于糟氣液魂平衡崗中可訪以變芳化的罩參數(shù)闖有四踢個(gè)：餐即溫座度拆t縮、壓臘強(qiáng)滑P籌、一版組分輪在液筐相和株氣相質(zhì)中的欺組成貨x貫和y健，即公在忠t肉、告P轟、偵x露和y滑四個(gè)敵變量冤中，紐任意握確定客其中謎的二墻個(gè)變鑼量，棵此平悄衡狀員態(tài)也杠就被質(zhì)唯一真地確挑定了干。鍵由此愚可知喇，謎兩組活分氣叼液平登衡物浸系中輩只有進(jìn)兩個(gè)杯自由購(gòu)度勝。找又若肺再固捧定某瞞個(gè)變熱量(桃例如鬧壓強(qiáng)鋒P，顛通常填蒸餾竄可視勢(shì)為恒狡壓下篇操縱電)，惑則該再物系檔僅有惹一個(gè)布獨(dú)立包變量富t蠶，而泥其它旋變量霜都是嚴(yán)t惡的函至數(shù)。貴因此搶兩組霧分的賊氣液肢平衡檔可以稈用一鼓定壓協(xié)強(qiáng)下狂的可t兔—閘x羅—貿(mào)y或被x強(qiáng)—蝦y的躲函數(shù)創(chuàng)關(guān)系沾或相外圖來診表示泄。禮5適—寬l配—返2俯兩歸組分洲氣液言平衡鐘相圖冶暗候一、溝沸點(diǎn)功—于組成職（啟t規(guī)－尿x施－撒y秀）圖律蒸餾步操作喊通常積在一爹定的決壓強(qiáng)猛下進(jìn)棵行，泡溶液旅的產(chǎn)沸點(diǎn)直則隨律組成購(gòu)而變區(qū)。完溶液只的沸膽點(diǎn)薦——嫁組成橋圖是赤分析習(xí)蒸餾際原理秒的理疤論基勉礎(chǔ)。打在總搖壓P攏＝1量01誤.矩33關(guān)k為Pa瘋下，控苯意—替甲苯送混合抵液的由沸點(diǎn)已—沿組成遮圖(臺(tái)t銀—?jiǎng)賦攀—租y)套如圖外5秤—震1所像示。帽圖5于—日1田苯絲—糞甲苯姿混合腎液的句t猾—斗x柏—拴y圖晨圖中麗以艷t循為縱姻坐標(biāo)塵，以巴液相醬組成旗x汽或氣只相組索成y飼為橫輩坐標(biāo)湊。飯圖中際有兩擊條曲厘線：下上方俗曲線責(zé)為膚t雜—愿y巨線，嶄表示靠混合冊(cè)液的飾沸點(diǎn)頂和平符衡氣培相組蒙成y捷之間淚的關(guān)秒系。絕此曲宰線稱紡為必飽和勸蒸汽亂線或末露點(diǎn)貌線敢。呆下方礎(chǔ)曲線寧為購(gòu)t紙—蔽x嫂線，匠表示營(yíng)混合樹液的浙沸點(diǎn)閘和平版衡液息相組煮成蟻x苗之間濟(jì)的關(guān)祥系。盟此曲里線稱婚為蔥飽和方液體垂線或傅泡點(diǎn)臺(tái)線澆。粱上述旺的兩揚(yáng)條曲淘線將祝t朝—頭x—給y圖慢分成球三個(gè)敢區(qū)域滋：痕泡點(diǎn)煮線以祝下的淚區(qū)域漏代表咽沒有款沸騰攤的液浮體，遍稱為赴液相市區(qū)，幼露點(diǎn)油線上餅方的興區(qū)域撤代表士過熱須蒸汽羽，稱推為過零熱蒸銷汽區(qū)攜；小二曲萍線包套圍的怠區(qū)域訴表示飯氣液爹同時(shí)占存在鞭，稱憑為氣插液共斃存區(qū)繁。腫若將減溫度韻為劃t尸1獨(dú)、組斤成為百x幼1絹(圖洋中點(diǎn)勢(shì)A所券示)勻的混嫩合液絹加熱壯，當(dāng)批溫度診升高玻到倆t酸2苦(點(diǎn)撤J討)顫時(shí)，伶溶液袖開始斜沸騰日，此樣時(shí)犁產(chǎn)生法第一鞏個(gè)氣堅(jiān)泡，奔相應(yīng)句的溫更度稱謎為泡兄點(diǎn)溫慧度擦，因憂此憤飽和酒液體徒線又鴨稱泡故點(diǎn)線伸。創(chuàng)同樣港，若鎖將溫晶度為勤t輪4夜、組亭成為麥y(cè)榮1祖(點(diǎn)奇B洞)的慮過熱六混合顏蒸汽辨冷卻悼，當(dāng)射溫度唇降到模t纏3亦(點(diǎn)電H偏)時(shí)宅，混卷合氣視開始孔冷凝宮產(chǎn)生廈第一膽滴液鋼體，季相應(yīng)食的溫晨度稱度為露峰點(diǎn)溫設(shè)度烈，冶飽和悔蒸氣上線又裙稱露腹點(diǎn)線則。扇通常毯，艱t陽(yáng)—若x趴—葉y關(guān)眨系的盤數(shù)據(jù)濟(jì)由實(shí)瓶驗(yàn)測(cè)梁得；質(zhì)對(duì)于晨理想揉溶液永，硬t章—慕x柜—希y關(guān)挽系的毀數(shù)據(jù)食也可廳用純嘆組分撕的飽合和蒸族汽壓歐數(shù)據(jù)飯，按鍛拉烏苗爾定六律式元（5宮—林1）茅及理稼想氣劣體分憤壓定靜律（浙p費(fèi)=般P括y燕）進(jìn)菌行計(jì)清算冊(cè)。聲對(duì)于祖非理報(bào)想溶芳液，泉若非剖理想平程度諸不嚴(yán)絲重，宜其稠t—淘x—損y圖忠與理押想溶活液的很相仿酬；若狀非理茫想程恢度嚴(yán)夾重，脅可能損出現(xiàn)鬼恒沸墻組成傭（即充出現(xiàn)利恒沸創(chuàng)點(diǎn)）怪。羽非理瀉想溶豎液可糟分為圾兩類頃，即乖與理癥想溶貿(mào)液發(fā)挺生估正偏趴差血的溶馬液及謀負(fù)偏榨差通的溶押液越。沿各種俱實(shí)際寫溶液夏與理勾想溶嚷液的香偏差蝶程度好是不惕同的戰(zhàn)。橫例如規(guī)：乙悼醇敬—侍水、際正丙現(xiàn)醇鋸—竹水等餃物系惕是具撤有很蚊大百正偏搜差摔溶液褲的典輪型例條子；企硝酸編—攤水、引氯仿姓—虛丙酮酸等物閉系是呢具有蠶很大啞負(fù)偏業(yè)差無溶液傍的典屯型例涉子。孝下扣圖（流a愁）為碗乙醇奉—據(jù)水混悅合液施的股t糠—挽x南—暑y偽圖?？皥D（攔a藥）的顏圖偉（島b忌）黎由圖粘可見補(bǔ)，液戴相線形和氣百相線牽在點(diǎn)支M重冊(cè)合，叨即點(diǎn)月M所歷示的誕兩相煮組成約相等垮。窗常壓攻下點(diǎn)暈M的犧組成種為潛0.扮89佳4，弓稱為尤恒沸惰組成梨；相眨應(yīng)的腰溫度滾為先78刻.雪15允℃野，稱掩為恒賄沸點(diǎn)綠。此枝溶液伐稱為脈恒沸佛液?？湟?qū)Ш惴泻傈c(diǎn)M燒的溫?fù)芏容^典任何巧組成閣下溶渣液的士泡點(diǎn)臂都低初，故碗這種虛溶液盡稱為派具有山最低楊恒沸摔點(diǎn)的帝溶液話。冤圖（稿b似）是氧乙醇肉—絮水混妄合液不的隙x—視y圖峰，平興衡線啦與對(duì)俱角線備的交殘點(diǎn)M吊與圖關(guān)（你a替）的誤點(diǎn)M癢相對(duì)退應(yīng)，己該點(diǎn)識(shí)溶液清的相刮對(duì)應(yīng)揮發(fā)暴度和等于話1鐮。去下胡圖（私c淡）為肆硝酸法—茫水混向合液臉的療t竊—半x—陜y野圖王。森財(cái)故諸池喚叮滋圖孔（類c末）哥騙接辱音外魄聞三股播缸紐私獻(xiàn)技圖（鑼d伶）蹲該圖略與圖矮（神a沒）相押似，竭不同鞠的是味在豪恒沸撥點(diǎn)N戀處的血溫度豆（藍(lán)12原1娛.鉆9蛛℃承）比個(gè)任何魄組成農(nóng)下該伏溶液士的泡償點(diǎn)都想高，旅故這脂種溶齒液稱王為具蘭有最毛高恒隆沸點(diǎn)灑的溶國(guó)液睜。圖阿中點(diǎn)凈N所腸對(duì)應(yīng)樣的恒加沸組捉成為辱0.屑38窯3。哪圖（迎d藥）是線硝酸竊—累水混畜合液爆的禾x握—炎y圖殊，平初衡線貸與對(duì)遼角線脂的交雅點(diǎn)與豎圖（份c匯）中畜的點(diǎn)郊N相饒對(duì)應(yīng)慣，刊該點(diǎn)魚溶液鵝的貝相對(duì)游揮發(fā)桂度磨等于景1尾。飼同一啦種溶爽液的壇恒沸搜組成榨隨壓順強(qiáng)而緞變（擱其中錫組成嶄又決派定了筒溫度錦）主，乙強(qiáng)醇月—盈水系愉統(tǒng)的扎變化艇情況拿如下累表所腐示。燒由表洽可見享，在崖理論摘上可還以用識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