6.3 简单蒸馏和平衡蒸馏6.3.1 简单蒸馏（微分蒸馏，瑞利蒸馏）

(1) 简单蒸馏装置和操作方法

nF, zF

nD3, xD3

nD1, xD1nD2, xD2

nW2, x2

简 单 蒸 馏

(2) 特点 ① 间歇操作过程是一动态过程； ② 易挥发组分更多地传递到气相中去，釜液温度不断升高； ③ 产品与釜液组成随时间而改变 ( 降低）；

④ 瞬时蒸气与釜中液体处于平衡状态。

(3) 简单蒸馏的计算

nW—— 釜内液相量， kmol ；

x —— 任一时刻液相组成；

dnW ——d 时间内蒸发的釜液量 , kmol ；

dnV——d 时间内移出的蒸汽量 , kmol ，其组成为 y ，则 :

① 易挥发组分的物料衡算

WWWV

WV

xdndxnxndydn

dndn

)(

dxndnxy WW )(

1

22

1lnx

xW

W

xy

dx

n

n

整理得：

积分： )(xfy

若低压下，液相为理想溶液的双组分蒸馏，则有：

x

xy

)1(1

说明 : 如果 x, y 之间的平衡关系不能用以上方程表达时，

则需采用数值积分或图解法积分求解。

1

2

2

1

1

1lnln

1

1ln

2

1

x

x

x

x

n

n

W

W

② 蒸馏产品的平均组成

设 nW 为任一时刻的釜液量， kmol

2211

21

xnxnxn

nnn

WWDD

WWD

D

WWD

n

xnxnx 211 2

6.3.2 平衡蒸馏（闪蒸）(1) 闪蒸流程和操作方法

平衡蒸馏原理

(2) 特点 ① 　连续操作； ② 　组成和温度恒定不变； ③ 　气、液两相平衡 。

温度和压力对平衡蒸馏的影响

(3) 平衡蒸馏的计算

当进料物流的流量 qnF 、组成 zFi 及温度 TF 、压力 pF 确

定之后，体系的自由度为 2 。即在闪蒸温度 T 、压力 P 、汽化率 e 、两相流量及组成中任选两个参数限定，故平衡蒸馏有多种计算类型。

物料衡算：

相平衡方程：

nLnVnF qqq

CixqyqZq inLinVFinF ,2,1

iii xKy

归一方程： 1111

C

ii

C

ii

C

iF yxz

i

热量衡算：

),,(

),,(

),,(

imV

imL

FFFmF

mVnVmLnLmFnF

ytpfH

xtpfH

ZtpfH

HqHqHq

i

由物料衡算关系得：

nF

nL

FWD

q

qq

q

zx

q

qy i

ii

式中

11 —— 操作线方程

由 i 组分的物料衡算关系和相平衡关系得：

)1(1)1(1

i

Fii

i

Fi Ke

zKy

Ke

zx ii 或

nF

nV

qqe —— 汽化率式中 :

对二元理想物系，略去下标：

11

q

Zx

q

qy F

wD

因为 WD xy 与 处于平衡状态，所以

w

wD x

xy

)1(1

—— 操作线方程

—— 相平衡方程

给定压力与汽化率，可用图解法方便地确定闪蒸后的两相组成。

图解过程：