雙組分溶液氣液平衡

1、第五章 蒸餾 Distillation11. 均相物系的分離混合物可分為非均相物系和均相物系。 非均相物系的分離前面已經(jīng)講過； 均相物系的分離條件是必須造成一個兩相物系，然后依據(jù)物系中不同組分間某種物性的差異，使其中某個組分或某些組分從一相向另一相轉(zhuǎn)移，以達到分離的目的。2分離的目的： 濃縮：除去溶劑； 純化：除去雜質(zhì)；分離：將混合物分成兩種或多種目的產(chǎn)物；反應促進：把化學反應或生化反應的產(chǎn)物連續(xù)取出，以提高反應速率。32. 蒸餾物質(zhì)在相間的轉(zhuǎn)移過程稱為傳質(zhì)（分離）過程。 化學工業(yè)中常見的傳質(zhì)過程有蒸餾、吸收、萃取和干燥 蒸餾是利用物系中各組分的揮發(fā)度差異來過到分離目的沸點低的組分稱為易揮發(fā)組

2、分，高的為難揮發(fā)組分43. 蒸餾分離的特點G=H-TS Wmin=G蒸餾操作需要消耗大量的能量，流程簡單 蒸餾操作既可用于氣體混合物的分離，也可用于液體混合物甚至是固體混合物的分離蒸餾操作有時需要高壓、高真空、高溫或低溫條件54. 蒸餾過程的分類按生產(chǎn)方式分為間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾按蒸餾方式分為簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾和特殊精餾等按操作壓強分為常壓、減壓、加壓蒸餾按待分離混合物中組分數(shù)不同分為雙組分和多組分蒸餾65.1雙組分溶液的氣液相平衡 5.1.1 雙組分理想物系的氣液平衡5.1.2 雙組分非理想物系的氣液平衡75.1 雙組分溶液的氣液平衡5.1.1 雙組分理想物系的氣液平衡一、相律 在物理化

3、學中，我們學習過相律，即：式中F自由度數(shù)； C 獨立組分數(shù)； 相數(shù)。對雙組分的氣液相平衡，由相律知其自由度數(shù)為2。8二、雙組分理想物系的氣液平衡函數(shù)關系 所謂理想物系，即指液相為理想溶液，遵循拉烏爾定律；氣相為理想氣體。拉烏爾定律：pA0、 pB0為溶液溫度下純組分A和B的飽和蒸氣壓可查有關手冊或由下面安托因方程求得：9 當溶液沸騰時，溶液上方的總壓等于各組分的蒸氣壓之和： 由式5-2和5-4得： 10 相平衡常數(shù) 當總壓不變時，相平衡常數(shù)K并非常數(shù)，隨溫度變化 揮發(fā)度與相對揮發(fā)度 揮發(fā)度：11對雙組分溶液，氣相遵循道爾頓分壓定律，則：相對揮發(fā)度：上式稱為氣液相平衡方程。越大，分離越容易。12

4、三、雙組分理想溶液的氣液平衡相圖 溫度-組成（t-x-y)圖 圖5-1 苯甲苯混合液的t-x-y圖13 x-y圖 圖5-2 苯甲苯混合液的x-y圖14注意： 上述的平衡曲線是在恒定的壓強（總壓為1atm）下測得的。對同一物系而言，混合液的平衡溫度愈高，各組分間揮發(fā)度差異愈小，即相對揮發(fā)度愈小，因此蒸餾壓強愈高，平衡溫度隨之升高，減小，分離變得愈難，反之亦然。但實驗也表明，在總壓變化范圍為20-30%下，x-y平衡曲線變動不超過2%，因此在總壓變化不大時，外壓對平衡曲線的影響可以忽略。155.1.2 雙組分非理想物系的氣液平衡一、非理想物系 化工生產(chǎn)中遇到的物系大多為非理想物系。液相為非理想溶液，氣相為理想氣體；液相為理想溶液，氣相為非理想氣體；液相為非理想溶液