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(共18张PPT)
项目六 蒸馏
任务1：了解蒸馏操作在化工生产中的应用
1.酒的生产
2.石油的分离
3.天然香料的提取　
4.海水淡化技术
由上述应用，归纳出液体分离的原理如下：
由于液体混合物中各组分挥发性的不同，它们被加热的过程中，该液体部分地变成蒸气。在所生成的蒸气中，易挥发组分含量比原液高；而在剩余的液体中则难挥发组分的含量较高。将蒸气冷凝后，易挥发组分富集在冷凝液中。这样，可将液体混合物中各组分部分地或全部分离。混合物中容易气化的组分，我们称为轻组分，例如前面应用案例中的乙醇、精油、汽油、淡水，都属于轻组分，在蒸馏中优先挥发出来；气化能力低的组分，我们称为重组分，在蒸馏过程中，大部分留在母液中。
任务2：蒸馏的分类
1.简单蒸馏
简单蒸馏就是慢慢升温，将液体蒸出，不断使液体瞬间气化。
2.平衡蒸馏
平衡蒸馏又称闪蒸，顾名思义就是闪电式的蒸发，即快速蒸发。
3.精馏
精馏是将液体多次部分气化和将气体多次部分冷凝用以获得高纯度组分的蒸馏方式。
将每批原料一次性的加入蒸馏釜中，在釜内加热使原料液部分气化，并将气化所产生的蒸汽不断地从蒸馏釜中移出，并送入冷凝器中冷凝，冷凝所得的液体，按不同的浓度范围，收集在各个储槽中。当釜内液体组成达到规定浓度时，则停止加热，蒸馏结束。该过程是间歇操作，用来分离液体中不同成分气化能力相差较大而分离程度要求不高的场合。
图6-1 工业简单蒸馏示意图
1．简单蒸馏流程
开眼界：古代酿酒
第一道程序：蒸煮粮食
第二道程序：拌酒曲、发酵， 成酒母
第三道程序：蒸馏和冷凝，制成酒
2．平衡蒸馏（闪蒸）
原料液经泵加压后，连续地进入加热器。在加热到气化温度以后，经过节流阀，将压力降低到预定压力，进入气液分离器中，在气、液分离器中将气、液分开。
任务3 ：学习气液平衡关系
１．认识基本的气、液平衡关系
（1）理想溶液的气、液平衡关系——拉乌尔定律
将混合液放入一密闭容器中在一定温度下，加热，液相部分气化。当从液相逸出与气相返回的速度相同，液相与气相之间达到了动态平衡，平衡时气液两相的组成之间的关系称为相平衡关系。
（1）拉乌尔定律
对理想溶液，当气、液两相达到平衡时，溶液上方组分的分压等于该组分在同温度下的饱和蒸汽压与其在溶液中的摩尔分数的乘积，称为拉乌尔定律。
，
【案例1】 ：苯和甲苯的饱和蒸汽压如下表所示，求出苯-甲苯二元物系在1atm下的相平衡数据，并做出χA-ｙA和t-χA-ｙA一一对相应关系。
双边交流：
1.上述案例的计算，同学们动手做一做，你做对了吗？
2.任意找出一组数据，看一看平衡状态下的同一组分在气、液相中的浓度关系，你能得出什么样的结论（答案为：除了纯净的组分，气液平衡时，易挥发组分在气相中的浓度都大于液相中的浓度，你答对了吗？）。
（2）易挥发组分的气液平衡χA-ｙA关系图
气液平衡关系可以用χA-ｙA曲线关系：蒸出来的蒸汽的易挥发组分浓度ｙA要比与之相平衡的液相中易挥发组分浓度χA高 。
（3）易挥发组分的沸点-组成T-χA-ｙA图
T-χA-ｙA曲线关系中，气液平衡量的比例：气液平衡关系可以用T-χA-ｙA曲线关系：体系温度T与组分在气、液两相中的浓度χA、ｙA一一对应。E点和F点对应的浓度分别为χA、ｙA，则C点气相的量mF 、液相的量mE比为：线段CF/线段CE= （χF-χC）/(ｙc-xF）=mF/mE
【案例2】：苯-甲苯混合液中，苯的初始组成为0.4（mol%，下同），若将其在一定总压为1atm下部分气化，测得平衡时液相组成为0.257，汽相组成为0.456（【案例1】中100℃时的平衡关系），试求该条件下的气液之比 。
2．用相对挥发度表示的平衡关系
（1）相对挥发度的定义：
两种组分会发能力的差异，可以用相对挥发度来表示。相对挥发度，是指两种组分的挥发能力的比值。
（2）用相对挥发度表示气液相平衡
根据相对挥发度的定义，相平衡的气相和液相组成关系可以推导为：
【案例3】 ：某双组分理想液体，当温度t=80℃时，Pa =100kPa，Pb =40kPa.，液相摩尔分数Xa=0.4，试求：①相对挥发度a;②与此液相平衡的汽相组成y
任务4：精馏原理和流程
１．精馏原理
（1）用沸点组成图解释部分气化和部分冷凝的分离效果
图6-7 部分汽化和部分冷凝效果图
6-8 三级部分汽化和部分冷凝流程示意图
2.精馏流程
目前工业上使用的精馏塔是多级分离的体现。图6-9是板式精馏塔的塔板上气、液接触状况示意图，每一层塔板的作用，与图6-8的一个分离器的作用相同。连续精馏的流程如图6-10所示，精馏装置主要由精馏塔、再沸器、冷凝器构成。
图6-9 塔板上气液接触状况及流向 　图6-10 连续精馏流程示意图

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