6.1汽液相平衡关系（课件）《化工原理（第五版）》同步教学（化学工业出版社）

第6章 蒸馏 6.1汽液相平衡关系 1 目录 CONTENTS 01 双组分物系的汽液相平衡 02 理想物系的汽液相平衡 04 挥发度和相对挥发度 03 非理想物系的汽液相平衡关系 5 蒸馏过程的分离依据 利用液体混合物中各组分挥发性的差异 易挥发组分或轻组分: 挥发性高的组分，以A表示 难挥发组分或重组分: 挥发性低的组分，以B表示 常压蒸馏 按操作压力： 加压蒸馏 减压（真空）蒸馏 间歇蒸馏 连续蒸馏 按操作方式： 按物系的组分数 双组分蒸馏 多组分蒸馏 简单蒸馏 按蒸馏方式：平衡蒸馏 精馏 特殊精馏 6 6.1 双组分物系的汽液相平衡 汽液相平衡：是指溶液与其上方蒸汽达到平衡时汽液 两相间各组分组成的关系。 相律分析 自由度数： F=C-+2=2-2+2=2 一定p，t～x(y)或y～x表示平衡状态 xA 或 yA=f（t，p） 组分： A、B 相 ： 汽相、液相 独立变量 ： t、p、xA、 yA 7 微观 ：fAB= fAA= fBB 宏观：无体积效应，无热效应 pB=pBoxB= pBo（1-xA） pA=pAoxA ——拉乌尔定律 在一定t 6.12 理想物系的汽液相平衡 理想物系： 液相为理想溶液 汽相为理想气体 ——拉乌尔定律 ——道尔顿分压定律 一、汽液相平衡的函数关系 平衡分压 同t下，纯A和B的饱和蒸汽压 7 8 ——泡点方程 安托尼（Antione）方程： A、B、C——安托尼常数 9 二、汽液相平衡相图 1. t~x~y图 三个区：液相区，过冷液体 汽相区，过热蒸汽 两相区，汽液共存 两相区特点： 两相温度相同， y > x 两条线：饱和液体线（泡点线） 饱和蒸汽线（露点线） 组成相同，t露点>t泡点 x1 t1 y1 y2 x2 t2 9 10 2. x~y图 对角线y=x为辅助曲线 y>x ，平衡线在对角线之上 x~y线上各点t不同； 平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越易分离 10 11 3. 总 压对t~x（y）图及x~y图的影响 总压增加，两相共存区减小，平衡线靠近对角线，分离难度大 12 一、正偏差溶液 6.1.3 非理想物系的汽液相平衡关系 特点：pA>pA理 pB>pB理 最大正偏差： 乙醇－水溶液相图 M——最低恒沸点：t=78.15℃，x=0.894 12 13 二、 负偏差溶液 特点： pA<pA理 pB<pB理 最大负偏差： 硝酸－水溶液相图 M——最高恒沸点： t=121.9℃，x=0.383 13 14 讨论： （1）非理想溶液不一定都具有恒沸点； 如甲醇~水溶液 （2）恒沸液用普通蒸馏方法最多只能达到恒沸组成； （3）压力可改变恒沸点； （4）蒸馏依据：挥发性的差异，而非沸点的大小。 14 15 6.1.4 挥发度和相对挥发度 挥发度: 是物质挥发难易程度的标志，表示 混合液: 一、挥发度 纯组分： vA= pAo vB= pBo A在汽相中的平衡分压 16 理想溶液: 二、相对挥发度(以 表示) 理想气体： 一般物系： 17 代入 ——相平衡方程 对于二元物系 理想溶液： 适用条件：汽相为理想气体 18 讨论: 其值标志着分离的难易程度 若α=1，则普通蒸馏方式将无法分离此混合物 α<1, 则重新定义轻组分与重组分，使α >1 平均相对挥发度 若α>1,则 y>x ,可用蒸馏方法分离 α愈大，平衡线愈远离对角线，物系愈易分离 α的意义： 谢谢观看 单击此处添加副标题 编辑标题 19 $$