1、化工分離工程第三章 精餾,合肥工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 2013.02,精餾原理 精餾是分離液體混合物的單元操作，是利用混合物中各組分間相對(duì)揮發(fā)度 的差異及回流(R)的工程手段，實(shí)現(xiàn)組分的分離。 不適宜用普通精餾進(jìn)行分離的物系 1） 2） ，即待分離組分形成恒沸物，平衡的氣液兩相組成一樣 3）熱敏性物料：在高溫下易發(fā)生聚合、結(jié)垢、分解等不良反應(yīng)的。 4）難揮發(fā)組分的稀溶液,3.1 多組分精餾 3.1.1 多組分精餾過程分析 3.1.2 多組分精餾的簡(jiǎn)捷（群法）計(jì)算法 3.2 恒沸精餾 3.2.1 恒沸物和恒沸組成的計(jì)算 3.2.2 精餾曲線和恒沸劑的選擇 3.2.3 恒沸精餾過程及計(jì)算 3.3 萃取精

2、餾 3.3.1 萃取精餾過程 3.3.2 萃取精餾的原理 3.3.3 萃取劑的選擇 3.3.4 萃取精餾過程分析 3.3.5 萃取精餾過程平衡級(jí)數(shù)的簡(jiǎn)捷計(jì)算 3.3.6 萃取精餾操作設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 3.3.7 恒沸精餾與萃取精餾的比較 3.4 加鹽萃取精餾 3.4.1 鹽效應(yīng)及其對(duì)汽液平衡的影響 3.4.2 溶鹽精餾 3.4.3 加鹽萃取精餾,理論板、板效率,精餾過程的開發(fā)方法 1）板式塔： 理論板 = f(相平衡,分離要求,操作參數(shù)) 板效率 = f(傳質(zhì)速率,傳質(zhì)面積,返混,相平衡,設(shè)備等因素) 理論板 實(shí)際板(E0) 塔 高 2）填料塔： 填料層高度Z = NHETP(理論板當(dāng)量高度),精餾

3、塔中的氣液兩相在塔板（板式塔）或填料（填料塔）表面接觸傳質(zhì)，發(fā)生在塔板或填料表面的兩相傳質(zhì)量是由傳質(zhì)速率和傳質(zhì)界面面積決定，傳質(zhì)過程十分復(fù)雜。,理論板平衡級(jí)分離過程 理論板又稱平衡級(jí)，是一個(gè)理想化的進(jìn)行氣液兩相接觸傳質(zhì)的場(chǎng)所。 符合如下三個(gè)假定： 1）進(jìn)入該板的不平衡物流發(fā)生充分的接觸傳質(zhì)，使離開該板的氣液兩相物流間達(dá)到相平衡； 2）該板上汽液兩相各自完全混合，板上各點(diǎn)的汽相濃度和液相濃度各自一樣； 3）無級(jí)間返混：即該板上氣液兩相實(shí)現(xiàn)了完全的機(jī)械分離，離開該板的汽流中不挾帶霧滴、液流中不挾帶氣泡、也不存在板間漏液。,精餾操作開發(fā)的內(nèi)容和步驟,精餾操作的開發(fā)目的 將 A+B 混合物 分離成A、

4、B兩股物料，要求： 確定適宜的操作條件和參數(shù) P，R，NT ，q 工藝參數(shù) 確定適宜的設(shè)備結(jié)構(gòu)和尺寸 D，H，結(jié)構(gòu) 設(shè)備參數(shù),開發(fā)內(nèi)容 1）多座精餾塔分離序列的安排（見第6章） 2） 精餾塔類型的選擇（見化工原理） 3）單座精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算,具體包括： 1）確定塔的直徑和高度 2）確定適宜的操作條件和參數(shù) 3）進(jìn)行再沸器和冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 4）進(jìn)行塔的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算,開發(fā)步驟（單座精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算） 1）確定操作壓力；P 2）確定相平衡關(guān)系；TPXY 3）建立精餾操作的數(shù)學(xué)模型；MESH； 4） 解數(shù)學(xué)模型，求出操作參數(shù)(R、q)、和設(shè)備參數(shù)(NT、NF)； 5） 板式塔：確定板效率，將理論板

5、數(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際板數(shù)； 填料塔：選定填料型式和尺寸，求取理論板當(dāng)量高度HETP， 從而算得填料層高度； 6） 板式塔：確定塔板型式，求算塔徑、塔高以及塔板的結(jié) 構(gòu)尺寸； 填料塔：計(jì)算塔徑，進(jìn)行液體和汽體分布器的設(shè)計(jì)。,精餾操作的開發(fā)步驟 相平衡，操作壓力（P） 建立數(shù)學(xué)模型 （MESH）,3.1 多組分精餾 3.1.1 多組分精餾過程分析 3.1.1.1關(guān)鍵組分 3.1.1.2多組分精餾過程的復(fù)雜性 3.1.2 多組分精餾的簡(jiǎn)捷（群法）計(jì)算法 3.1.2.1清晰分割的物料衡算 3.1.2.2芬斯克法計(jì)算最小理論級(jí)數(shù)Nm 3.1.2.3最小回流比Rm和回流比 3.1.2.4平衡級(jí)數(shù)N的確定 3.1.

6、2.5進(jìn)料級(jí)位置 3.1.2.6簡(jiǎn)捷法計(jì)算平衡級(jí)數(shù)步驟,3.1.1 多組分精餾過程分析 3.1.1.1 關(guān)鍵組分 （1）輕、重關(guān)鍵組分 （2）分配與非分配組分 （3）清晰分割與非清晰分割 3.1.1.2 多組分精餾過程的復(fù)雜性 （1）求解方法 （2）摩爾流率 （3）溫度分布 （4）組成分布,3.1.1 多組分精餾過程分析,多次單級(jí)分離的串聯(lián)，簡(jiǎn)稱精餾 利用混合物中各組分的相對(duì)揮發(fā)度 不同，采用液體多次部分汽化，蒸汽多次部分冷凝等汽液間的傳質(zhì)過程，使汽液相間濃度發(fā)生變化 并結(jié)合應(yīng)用回流R手段，使各組分分離,精餾操作流程,精餾操作流程,簡(jiǎn)單塔,精餾操作流程,2、嚴(yán)格計(jì)算法操（作型計(jì)算）設(shè)備給定，進(jìn)

7、行工藝條件核算；,精餾計(jì)算,1、簡(jiǎn)捷計(jì)算法（設(shè)計(jì)型計(jì)算）給定分離任務(wù)，選擇工藝條件。,精餾的定態(tài)數(shù)學(xué)模型有平衡級(jí)（理論板）和非平衡級(jí)兩類， 本書討論平衡級(jí)模型,多元精餾計(jì)算主要采用的方法,3.1.1.1關(guān)鍵組分,關(guān)鍵組分 定義：在設(shè)計(jì)或操作控制中，按分離要求選取的兩個(gè)組分，（大多是揮發(fā)度相鄰的兩個(gè)組分）。它們?cè)谒敾蛩桩a(chǎn)品中的回收率（或含量）通常是給定的，因此，對(duì)于系統(tǒng)的分離起著決定性的作用。 其中：輕關(guān)鍵組分：揮發(fā)度較大的組分，對(duì)它在塔釜產(chǎn)品中的含 量需有嚴(yán)格控制；并在進(jìn)料液中比該組分輕的組分及該組 分的絕大部分應(yīng)從塔頂采出。 重關(guān)鍵組分：揮發(fā)度較小的組分，對(duì)它在塔頂產(chǎn)品中的含 量需有嚴(yán)格

8、控制；在進(jìn)料液中比該組分重的組分及該組 分的絕大部分應(yīng)從塔釜采出。,對(duì)關(guān)鍵組分,塔頂回收率：,塔釜回收率：,非關(guān)鍵組分,關(guān)鍵組分以外的組分稱為非關(guān)鍵組分,輕非關(guān)鍵組分：比輕關(guān)鍵組分揮發(fā)度更大或更輕的組分，簡(jiǎn)稱輕組分,重非關(guān)鍵組分：比重關(guān)鍵組分揮發(fā)度更小或更重的組分，簡(jiǎn)稱重組分,設(shè)含有五組分的分離系統(tǒng)，揮發(fā)度依次遞減： A，B，E，C，D 令：B，C為關(guān)鍵組分 則：B稱為輕關(guān)鍵組分（LK） C稱為重關(guān)鍵組分（HK） A稱為輕非關(guān)鍵組分或輕組分（L或LNK） D稱為重非關(guān)鍵組分或重組分（H或HNK） E介于（LK）與（HK）之間稱為非關(guān)鍵組分或中間組分、分配組分。,分配與非分配組分,塔頂、塔釜同時(shí)

9、出現(xiàn)的組分為分配組分 只在塔頂或塔釜出現(xiàn)的組分為非分配組分 關(guān)鍵組分必定是分配組分(塔頂和塔釜） 非關(guān)鍵組分不一定是非分配組分（塔頂或塔釜） 清晰與不清晰分割 （前提：假定輕重關(guān)鍵組分為相鄰組分） 清晰分割：輕組分全部從塔頂餾出液中采出，重組分全部從塔釜排出 輕組分在塔頂產(chǎn)品的收率為1 重組分在塔釜產(chǎn)品的收率為1 關(guān)鍵組分為分配組分，非關(guān)鍵組分為非分配組分 如存在中間組分必然出現(xiàn)在塔兩端，也稱分布組分；,當(dāng) ，LK 與 HK 的分離要求不是很高，則L、H也會(huì)成為分布組分，出現(xiàn)在塔兩端。,非清晰分割：非關(guān)鍵組分為分配組分,3.1.1.2 多組分精餾過程的復(fù)雜性,（1）求解方法 二組分精餾：無需試

10、差 多組分精餾：反復(fù)試差求解 （2）摩爾流率 二元精餾：進(jìn)料板處液體組成有突變，各板的摩爾流率基本為常數(shù) 多組分精餾：液、汽流量有一定的變化，但液汽比接近于常數(shù),二組分精餾 摩爾流率：除在進(jìn)料級(jí)處液體組成由特變外，各級(jí)的摩爾流率基本為常數(shù)； 溫度分布：從再沸器到冷凝器單調(diào)下降； 組成分布：在精餾段和提餾段中段組成變化明顯,苯、甲苯、異丙苯精餾 塔內(nèi)汽液流量分布,苯、甲苯、異丙苯 精餾塔內(nèi)溫度分布,液汽流量有一定變化，但在精餾段和提餾段的液汽比接近于常數(shù),在接近塔頂、塔底，以及進(jìn)料點(diǎn)附近，溫度變化較快,組成分布（濃度） 二組分精餾：在精餾段和提餾段中段組成變化明顯 多組分精餾：在進(jìn)料板處各個(gè)組分

11、都有顯著的數(shù)量，且出現(xiàn)恒濃區(qū)。,3.1.2.1清晰分割的物料衡算 3.1.2.2Fenske公式計(jì)算最小理論級(jí)數(shù)Nm 3.1.2.3Underwood公式計(jì)算最小回流比Rm和回流比 3.1.2.4Gilliland關(guān)聯(lián)圖求平衡級(jí)數(shù)N 3.1.2.5進(jìn)料級(jí)位置 3.1.2.6簡(jiǎn)捷法計(jì)算平衡級(jí)數(shù)步驟,3.1.2 多組分精餾的簡(jiǎn)捷（群法）計(jì)算法,3.1.2 多組分精餾的簡(jiǎn)捷計(jì)算法（FUG法）,簡(jiǎn)捷法(short-cut method)計(jì)算只解決分離過程中級(jí)數(shù)、進(jìn)料與產(chǎn)品組成間的關(guān)系，而不涉及級(jí)間的溫度與組成的分布 簡(jiǎn)捷計(jì)算屬于設(shè)計(jì)型的算法： 給定：進(jìn)料量F，分離要求xD、xW； 計(jì)算：理論板N、回流

12、比R、進(jìn)料位置NF 等。 方法概要： 將多組分溶液簡(jiǎn)化為一對(duì)關(guān)鍵組分的分離 物料衡算按清晰分割計(jì)算，求得塔頂和塔釜的流量和組成 F用芬斯克(Fenske)公式計(jì)算最少理論板數(shù)Nm U用恩德伍德(Underwood)公式計(jì)算最小回流比Rm G用吉利蘭(Gilliland)關(guān)聯(lián)圖求理論板數(shù)N,F U G MethodFenske-Underwood-Gilliland Method,FENSKE, M. R., Ind. Eng. Chem., 24,482485 (1932). UNDERWOOD, A.J.V., Trans. Inst. Chem. Eng., 10, 112-158 (19

13、32). GILLILAND, E.R., Ind. Eng. Chem., 32,1101-1106 (1940).,3.1.2.1清晰分割的物料衡算,清晰分割法：只有輕關(guān)鍵組分LK和重關(guān)鍵組分HK在塔頂和塔底交叉，塔頂餾出液中沒有重組分，塔底釜液中沒有輕組分。對(duì)如圖3-3所示的普通精餾塔，設(shè)組份數(shù)為c，因則總變量數(shù)為,精餾段：,提餾段：,假定為恒摩爾流，則操作線方程為,清晰分割的物料衡算的四種給定條件（F,zi已知）,給定：,給定：,給定：,給定：,給定：,給定：,按工藝要求選好一對(duì)關(guān)鍵組分，建立全塔物料衡算式,關(guān)鍵組分為分布組分， 輕組分在塔釜不出現(xiàn)，重組分在餾出物中不出現(xiàn),D=進(jìn)料液中

14、的輕組分+塔頂?shù)妮p關(guān)鍵組分 +（進(jìn)料液中的重關(guān)鍵組分-塔釜的重關(guān)鍵組分）,給定：,餾出物中輕關(guān)鍵及非輕關(guān)鍵組分的摩爾分?jǐn)?shù)分別為,釜液中重關(guān)鍵組分及重非關(guān)鍵組分的摩爾分?jǐn)?shù)分別為,給定：,給定：,3.1.2.2 芬斯克(Fenske)法計(jì)算最小理論級(jí)數(shù)Nm,全回流時(shí)，R為無窮大，此時(shí)所需塔板數(shù)少，且:,精餾段操作線方程：,相平衡方程：,全回流、全冷凝時(shí)：,令i為輕關(guān)鍵組分，j為重關(guān)鍵組分,討論： 上兩式是對(duì)關(guān)鍵組分LK、HK推導(dǎo)的結(jié)果，即能用于雙組分，也能用于多組分精餾 ； Nm與進(jìn)料組成無關(guān)，也與組成的表示方法無關(guān) ；,全回流下的物料分布（非清晰分割法）,非清晰分割法：輕組分在塔釜仍有微量存在，

15、重組分在塔頂有微量存在。假定在一定回流比操作時(shí)，各組分在塔內(nèi)的分布與在全回流操作時(shí)的分布相同；采用Fenske 公式去反算非關(guān)鍵組分在塔頂塔釜的濃度。,式中i為非關(guān)鍵組分，k為關(guān)鍵組分 aik為 i 相對(duì)于關(guān)鍵組分 k 的相對(duì)揮發(fā)度。,各組分在塔頂、塔釜的分配情況,先由給出的關(guān)鍵組分的分離要求，按清晰分割法求得Nm，由（3-41）式可以看出：當(dāng) 已知時(shí)？，可得到Di /Wi ,再與 聯(lián)立，可求得各組分在塔頂和塔底的分布情況。,已知條件,比較,非清晰分割法,圖解法,輕組分,重組分,3.1.2.3 Underwood法計(jì)算最小回流比Rm和回流比,用來估計(jì)達(dá)到規(guī)定分離要求所需的最小回流比。 最小回流

16、比：指定的進(jìn)料狀況下，用無窮多的塔板（級(jí)數(shù)）才能達(dá)到分離要求時(shí)所需的回流比（Reflix ratio)。 這時(shí)塔內(nèi)將出現(xiàn)恒濃區(qū)，恒濃區(qū)中相鄰板上的汽相濃度和液相濃度各自相同，該區(qū)域需用無限多理論板數(shù)才能實(shí)現(xiàn)一定的分離作用。,恒濃區(qū) 多元精餾在最小回流比下操作，塔內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)恒濃區(qū)。,原因，由于非分布的輕重組分存在，所以出現(xiàn)了上下兩個(gè)恒濃區(qū)。一般恒濃區(qū)的濃度和位置均未知，使嚴(yán)格計(jì)算Rm有一定困難。,設(shè)有四組分的料液，在最小回流比下操作： 假定： 2LK，3HK，1，4非分布組分 圖中： 區(qū)域是進(jìn)料中的輕組分脫除區(qū) 區(qū)域是進(jìn)料中的重組分脫除區(qū) 區(qū)域是上恒濃區(qū) 區(qū)域是下恒濃區(qū) 區(qū)域是提餾段分餾區(qū) 區(qū)域

17、是精餾段分餾區(qū),此區(qū)段有無限多的塔板,由此可見： 上恒濃區(qū)是在脫除了重組分后輕重關(guān)鍵組分的分離。 下恒濃區(qū)是在脫除了輕組分后輕重關(guān)鍵組分的分離。,Underwood方程,2. Rm估算式,假定: 在兩個(gè)恒濃區(qū)之間區(qū)域各組分的相對(duì)揮發(fā)度常數(shù)， 兩個(gè)恒濃區(qū)區(qū)域內(nèi)均為恒摩爾流；,二元系的泡點(diǎn)或露點(diǎn)進(jìn)料，可按下式計(jì)算： 泡點(diǎn)進(jìn)料：q=1 露點(diǎn)進(jìn)料：q=0,應(yīng)介于 之間，否則無效。,全回流操作（操作上限），達(dá)到規(guī)定的分離要求，所需的理論板最少，因?yàn)槿亓?，得不到產(chǎn)品； 最小回流操作（操作下限），達(dá)到規(guī)定的分離要求，需無限多塊板，即實(shí)際塔中得不到合格產(chǎn)品。 操作回流比必介于兩者之間， 。 建議： 或,3.

18、 操作回流比的確定,3.1.2.4 吉利蘭（Gilliland）關(guān)聯(lián)圖求理論板數(shù)N,吉利蘭圖,耳波和馬多克恩圖,吉利蘭關(guān)聯(lián)式求出的理論板隱含著最佳進(jìn)料位置 1）Kirkbride經(jīng)驗(yàn)式,3.1.2.5 進(jìn)料板位置,2）勃朗和馬丁建議 用芬斯克方程求全回流操作時(shí)的 ； 精餾段最小理論塔板數(shù) 提餾段最小理論塔板數(shù) 設(shè)操作回流比下的NR/NS與全回流NRm/NSm相同； 聯(lián)立解可得NR和NS，加料板位置為（ ）,3.1.2.6、簡(jiǎn)捷法計(jì)算理論板數(shù)步驟, 根據(jù)工藝條件及工藝要求，找出一對(duì)關(guān)鍵組分 由清晰分割估算塔頂、塔釜產(chǎn)物的量及組成 根據(jù)塔頂塔釜組成計(jì)算相應(yīng)的溫度、求出平均相對(duì)揮發(fā)度 用Fenske

19、公式計(jì)算,，用Gilliland圖求理論板數(shù)N,確定適宜的進(jìn)料位置,根據(jù),，并選適宜的操作回流比R。,用Underwood法計(jì)算,用Fenske公式計(jì)算非關(guān)鍵組分分配比，按非清晰分割法做物料衡算；,特殊精餾,普通精餾難以分離的物料： 1）組分間的揮發(fā)度十分接近 2）恒沸物 3）熱敏物料 4）有價(jià)值難揮發(fā)組分的稀溶液 有些需采用特殊精餾的物系通過改變操作條件和工藝仍可采用普通精餾. 1）相對(duì)揮發(fā)度隨壓力變化比較大操作壓力 2）恒沸組成隨壓力變化不同操作壓力的雙塔系統(tǒng) 3）恒沸物是非均相雙塔系統(tǒng),特殊精餾： 既應(yīng)用熱能、又加入分離媒介的精餾。 對(duì)難處理的物料，向精餾系統(tǒng)中添加第三種組分S，通過它對(duì)

20、原料液中各組分間的不同作用，改變它們之間的相對(duì)揮發(fā)度，使原來難以用普通精餾分離的物料變得易于分離。 根據(jù)加入的分離媒介的不同，常用的是萃取精餾、恒沸精餾以及 近年來開發(fā)研究的“加鹽精餾”。,3.2 恒沸精餾 3.2.1 恒沸物和恒沸組成的計(jì)算 3.2.2 精餾曲線和恒沸劑的選擇 3.2.3 恒沸精餾過程及計(jì)算 3.3 萃取精餾 3.3.1 萃取精餾過程 3.3.2 萃取精餾的原理 3.3.3 萃取劑的選擇 3.3.4 萃取精餾過程分析 3.3.5 萃取精餾過程平衡級(jí)數(shù)的簡(jiǎn)捷計(jì)算 3.3.6 萃取精餾操作設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 3.3.7 恒沸精餾與萃取精餾的比較,zeolite 沸石,與沸石類似的天然的或

21、人工的硅酸鹽 Greek zein to boil azeotrope 共沸混合物,恒沸物,3.2 恒沸精餾,形成的恒沸物比料液中任一組分的沸點(diǎn)或原有恒沸物的沸點(diǎn)低（高）得多，且組成也有顯著的差異，恒沸物從塔頂（塔釜）采出，塔釜（塔頂）引出較純產(chǎn)品，最后將恒沸劑S與組分分離。,恒沸精餾是在原溶液中添加恒沸劑S，使其與溶液中至少一個(gè)組分形成最低（最高）恒沸物，以增大原組分間相對(duì)揮發(fā)度差的非理想溶液的多元精餾,恒沸精餾: 加溶劑S 使,溶劑和原料中某些組分形成恒沸物,3.2.1 恒沸物和恒沸組成的計(jì)算 3.2.1.1恒沸現(xiàn)象與恒沸物,恒沸物指在一定壓力下，汽液相組成與沸騰溫度始終不變的一類溶液 恒

22、沸物的形成是由于組成溶液的各組分間分子結(jié)構(gòu)不相似，在混合時(shí)引起與理想溶液偏差的結(jié)果（溶液的非理想性、分子結(jié)構(gòu)不相似）。 正偏差1、負(fù)偏差1 ； 最大正偏差 最大負(fù)偏差； 最低恒沸物（多）、最高恒沸物（較少） 均相恒沸物（分為最高恒沸點(diǎn)和最低恒沸點(diǎn)兩種） 非均相恒沸物（都具有最低恒沸點(diǎn)），如：苯-水、丁醇-水、乙醇-苯-水等。 非均相恒沸物：由于溶液與理想溶液的正偏差很大，互溶性低，形成最低恒沸物的組分在液相中彼此不能完全互溶，液相出現(xiàn)兩相區(qū)。,3.2.1.2 恒沸物的特征與恒沸物組成的計(jì)算,1、二元系 （1）二元均相恒沸物 二元恒沸物的性質(zhì)： 混合物的蒸汽壓組成曲線上的極值點(diǎn)相當(dāng)于汽、液平衡相

23、的組成相等。且溫度的極大（或極?。┛偸菍?duì)應(yīng)于壓力的極?。ɑ驑O大）值,由熱力學(xué)知道： 關(guān)鍵組分1和2的相對(duì)揮發(fā)度為： P不高時(shí):,恒沸精餾平衡關(guān)系P80圖3-9,（2）判斷,均相恒沸物的特征：恒沸點(diǎn),a 根據(jù)體系的壓力,B 根據(jù)無限稀釋活度系數(shù),恒沸點(diǎn)：,最低恒沸點(diǎn)體系：,最高恒沸點(diǎn)體系：,甲苯-乙腈,3.93,0.287,2.807,最低沸點(diǎn)恒沸物,甲苯-丙酮,1.96,0.515,6.897,不形成恒沸物,（3）恒沸組成的計(jì)算,恒沸點(diǎn)時(shí)：,a 求T、P下的恒沸組成,已知T，求出,，代入,求解,b 恒壓下求恒沸溫度與組成,設(shè)T，求出相應(yīng)的,，代入關(guān)聯(lián)式求解,判斷已知的P是否等于,不相等，則調(diào)整

24、T,2、三元恒沸物,（1）三元物系組成表示方法 用正三角形或直角三角形來表示三元組成，正三角形的每個(gè)頂點(diǎn)1、2、3均代表純組分，頂點(diǎn)對(duì)面的底線之間劃等濃度線表示各頂點(diǎn)組分的濃度,M,（2）相圖,用正三棱柱表示 底面的正三角形表示組成，立軸表示壓力（恒溫系統(tǒng)）或溫度（恒壓系統(tǒng)） 分別用壓力面或溫度面表示物系的汽液平衡關(guān)系。 由于恒沸物的產(chǎn)生，使圖上的壓力（溫度）面上出現(xiàn)上突或下陷，且使壓力面上出現(xiàn)脊或谷,上曲面是露點(diǎn)面 下曲面是泡點(diǎn)面 恒沸點(diǎn)兩面相切,甲乙酮甲苯正庚烷相平衡圖,正庚烷和甲乙酮有最低恒沸物，沸點(diǎn)7圖中實(shí)線表示各等泡點(diǎn)溫度線，虛線表示各等露點(diǎn)溫度線。,具有三對(duì)性質(zhì)相同的兩元恒沸物時(shí)，

25、大多會(huì)有三元恒沸物,三元系中有二對(duì)兩個(gè)性質(zhì)相同的二元恒沸物時(shí)壓力面上連接兩個(gè)恒沸物之間出現(xiàn)“脊”“溝”,當(dāng)三元系中有二對(duì)二元最低恒沸物，另一對(duì)是二元最高恒沸物時(shí)，壓力曲面上就可能出現(xiàn)“谷”；溫度曲面上就可能出現(xiàn)“脊”； 當(dāng)三元系中有二對(duì)二元最高恒沸物，另一對(duì)是二元最低恒沸物時(shí)，溫度曲面上就可能出現(xiàn)“溝”；壓力曲面上就可能出現(xiàn)“脊”；,（3）恒沸組成與壓力的關(guān)系,恒沸物組成是指在某一定壓力下的，不同壓力下恒沸物的組成、恒沸溫度均會(huì)有所改變，壓力變化到一定程度可以使恒沸點(diǎn)消失。 定性規(guī)律：最低沸點(diǎn)恒沸物，壓力升高時(shí)，恒沸物組成中分子（摩爾）汽化潛熱大的組分增大。 反之亦然,乙醇-水物系為正偏差且有

26、極值點(diǎn)的非理想溶液，在760mmHg下 ， t恒沸=78.1，x乙醇=0.9,壓力降低，使恒沸組成中乙醇量增加,當(dāng)P=70mmHg，x乙醇=1.0，恒沸點(diǎn)消失,2、恒沸劑的選擇,與料液中一個(gè)或二個(gè)組分形成最低恒沸物（最好形成非均相恒沸物），且其沸點(diǎn)較低,恒沸劑在恒沸物中的比例越小越好，且汽化潛熱應(yīng)小，使恒沸劑的用量少,恒沸劑易分離和回收，即最好形成非均相恒沸物,無毒、無腐蝕、熱穩(wěn)定性好，價(jià)廉易得,恒沸精餾流程包括恒沸精餾和恒沸劑回收系統(tǒng)組成.,根據(jù)恒沸物性質(zhì)不同,有各種流程: 恒沸物 均相(萃取) 非均相(液液分離) 形成幾對(duì)二元或三元恒沸物,3 、恒沸精餾流程,進(jìn)料為二元非均相恒沸物的精餾 不加恒沸劑 利用溫度降低后恒沸物出現(xiàn)相分離現(xiàn)象,蒸汽,油相,水相,餾出液為二元非均相恒沸物 加恒沸劑（丙烯晴） 利用溫度降低后恒沸物出現(xiàn)相分離現(xiàn)象,分離對(duì)象？,恒沸物的類型？,恒沸劑？,苯環(huán)己烷,丙酮,均相,輔助分離手段？,液液萃取,萃取劑（水）回收？,普通精餾,分離手段？,恒沸精餾,分離二元均相恒沸物,分離對(duì)象：甲苯+烷烴 最低恒沸物 分離手段：恒沸精餾 恒沸劑：甲醇 恒沸物的類型：均相恒沸物 甲醇-烷烴 輔助分離手段：液液萃取 萃取劑：水 萃取劑回收：普通精餾 甲醇-水,塔頂產(chǎn)品為三元恒沸物的分離,苯-乙醇、水