纯液体中杂质组分与基本组分的相对挥发度不随杂质组分浓度的变化而变化。
7、 沸点、高沸物、低沸物:
当纯液体物质的饱和蒸气压等于外压时,液体就会沸腾,此时的温度叫液体在指定压力下的沸点。
通常我们说“某物质的沸点”就是指外压等于760mmHg时的纯物质沸点,又称为标准沸点。
对于液体混合物来说,各组分的分压之和等于外压时,物料开始沸腾。由于各组分的分压随其在液相中含水量的改变而有所不同,因此,它没有恒定的沸点。液体混合物在饱和点至露点的整个范围内都处于沸腾状态,并且在不同温度下汽液相组成是不同的。
高、低沸物:在混合溶液中,以某纯物质的沸点为介(如SiHCl3
的沸点为31.5℃)高于此沸点的物质为高沸物,反则为低沸物。
8、理论塔极数,实际塔极数及塔板效率:
当塔板上液体与蒸汽组成符合平衡曲线规定的那样,此时提纯到一定效果所需的塔板数为理论塔板数,但实际上由于 汽液接触时间有限,蒸气和液体并淡能达到平衡状态,在指定条件下,进行精馏操作所需的实际塔板数,一般比理论塔斯社板数多得多。
板效率:理论塔板数与实际塔斯社板数之比
η=NT/N 或 N=NT/η 式中 η——塔板效率
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NT——理论塔板数 N——实际塔板数
上述截板效率为全塔中所有塔板的总(平均)效率,把它用于计算实际塔板数时,最为简单。此外,还有其它塔斯社板效率的方法。例如可用所谓个别塔板效率来表示某一塔板上实际物质交换程度与达到相平衡时最大物质交换程度之比。用公式表示:
η=(yn-yn+1)/(y*n-yn+1)
式中 yn+1——上升至某塔斯社板的蒸汽组分
Yn——离开该塔板的蒸汽组成
Y*n——与离开该塔板的液体成平衡的蒸汽组
成。
9、全回流、回流比:
在精馏操作中,停止向加料的同时,即不引出塔顶产品,
也不排走塔斯社底和塔顶残液,将塔顶蒸汽冷凝后全部回入塔中的过程称为全回流。
P=L+D
P全回流=L回流量+D产品接取量
也可以这样说,当塔顶蒸汽冷凝液全部流回塔内,即无
馏出液时,回流比R——∽称为全回流。
式中 P——为全回流量
L——单位时间内塔顶流液体的量Kg/hor V/hor
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D——单位时间内塔顶接取量(产品量)Kg/hor V/hor
回流比:就是在精馏过程中回流量与产品截取量之比叫
做回流比。
用公式 R=(P-D)/D 还可以用 R=L/D
全回流操作,多半用在精馏塔的开车初期或用在生产不
正常时的精馏塔的自身循环操作中。
例题:在精馏过程中,某塔全回流量90l/hor,规定出产品量3l/hor,计算回流比?而另一塔回流比为20:1,已知产品量为3l/hor,求该塔全流量?
①已知:全回流90l/hor,产品量3l/hor,求回流比?
解:按公式R=(P-D)/D
则(90-3)/3=29:1
答:该塔回流比为29:1
②已知:回流比为20:1,产品量3l/hor,求全回流量?
解:按公式 R=(P-D)/D
则 20:1=(x-3)/3 x-3=20×3 x=63l/hor
答:全回流量为63l/hor。
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§3—3精馏原理
一、理想溶液
在任何何浓度时各组分都遵从拉乌尔定律的溶液称为理想溶液,理想溶液一般应符合下列条件:
1、各组分在量上无论按什么比例均能彼此互溶。 2、形成溶液时无热效应。
3、溶液的容积是各组分单独存在时容积的总和。
4、在任何组成时,各组分的蒸汽压与液相中组成的关系都能符合拉乌尔定律。
显然,很难有一真实溶液具有这样完备的理想溶液的性质的,但在实际上是由化学成份和物理性质相似的物质所形成的溶液(如苯和甲苯),来接近于理想溶液。
当真实溶液的浓度无限稀释时,也能够接近于理想溶液,引用“理想溶液”的概念,是因为理想溶液所服从的规律来得简单,而且在某些条件下,真实溶液的性质是接近理想溶液的,所以研究理想溶液寻于了解真实溶液的性质具有一定的意义。
二、正常类型溶液的沸点——组成图
在物理化学中,我们讨论过真实溶液的蒸汽压对拉乌尔定律师具有正负偏差,如果这种溶液的蒸汽总压介于两组分的纯态蒸汽压之间,则它们的沸点——组成图的类型与理想溶液的沸点组成图相同,不过,真实溶液的沸点和组成的关系不能够象理想溶液那样,可以利用简单的定律来计算,通常采用实验的方法来测
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定各种不同组成的沸点,然后再依据这些数据绘出T——X图来。
下面首先研究理想溶液的汽液平衡。
如有A与B两组分组成理想溶液,那么溶液中A或B分子受到周围分子的作用,与纯态时守全一样,它们的平均挥发能力也与纯态时相同,但由于溶液中A与B分子占有部分空间,从溶液转移到汽相的机会均比纯态减少,当达到汽液平衡时,溶液上方A与B的蒸汽分压比A与B的饱和蒸汽压小,恰巧打一个分子分数的折扣,即乌拉尔定律:
PA=P0A·XA; PB=P0B·XB……(3——1) 根据巴尔顿分压定律;则
PA=PYA; PB=PYB……(3——2) 式中 P ——总压;P=PA+PB
YA和YB——分别表示汽相中组分A与B的分子分数。
当汽液两相达到平衡时,则:
P0A·XA=PYA; P0B·XB=PYB
YA=(P0A/P)·XA; YB=(P0B/P)·XB… (3---3) P=PA+PB=P0A·XA+pP0B·XB=P0A·XA+P0B·(1-XA) XA=(P-P0B)/(P0A-P0B)………
(3---4)
式(3—3)与(3---4)就建立起了理想溶液的汽液相平
衡关系。
例1,计算A苯与B甲苯溶液在常压下的汽相平衡组成;
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