共沸精餾ppt課件

共沸精餾的基本原理與萃取精餾相同，不同點僅在于共沸劑在影響原溶液組分的相對揮發(fā)度的同時，還與原溶液的一個組分或數(shù)個組分形成共沸物。,3.2.2共沸精餾,共沸物是二元或三元恒沸物。并且此恒沸物的沸點比原料中任一組分的沸點和原料中原恒沸物的沸點都低得多，此恒沸物成為恒沸精餾塔的塔頂產(chǎn)品而排出，使原料液得以分離。,1,3.2.2共沸精餾,一、共沸物的特性與其組成的計算二、共沸劑的選擇三、共沸精餾流程四、共沸精餾的計算五、共沸精餾與萃取精餾比較,2,一、共沸物的特性與其組成的計算,1、名詞解釋,1）共沸物：指在一定壓力下，沸騰溫度、生成的汽相組成和液相組成不變的的一類溶液。,2）正偏差共沸物：如溶液的蒸汽壓相比理想溶液發(fā)生正偏差，即形成正偏差共沸物（最低共沸物）。,3）負偏差共沸物：如溶液的蒸汽壓相比理想溶液發(fā)生負偏差，即形成負偏差共沸物（最高共沸物）。,3,一、共沸物的特性與其組成的計算,多組分：,在恒沸點處：,對于二元共沸物，混合物的蒸汽壓組成曲線上之極值點相當(dāng)于汽、液平衡相的組成相等。,2.二元系,4,（1）二元均相共沸物,當(dāng)系統(tǒng)壓力不高時，汽相可視為理想氣體。液相視為非理想溶液：,共沸點處：,一、共沸物的特性與其組成的計算,即：或計算方程,5,已知總壓P，如何求共沸組成x和共沸溫度T,4）代入：校核方程,1）假定T；,2）計算P1S和P2S；,3）由1f(x1,T,P)、2f(x2,T,P)和1/2=P1S/P1S計算x1；,5）如上式成立，則結(jié)束計算，如不成立，則假定新的T，繼續(xù)試差計算。,一、共沸物的特性與其組成的計算,已知x、T、P任一個參數(shù)，求另外二個還需要一個關(guān)系式。,6,不用試差呀！,一、共沸物的特性與其組成的計算,7,例36已知P=86.659kPa，求共沸時x、T。,8,1)特征：兩個液相，二元三相共存。,在恒溫下，兩液相蒸汽壓大于純組分的蒸汽壓，且蒸汽組成介于兩個液相組成之間非均相共沸物實用。,(2）二元非均相共沸物,當(dāng)系統(tǒng)壓力不高時，汽相可視為理想氣體。液相視為非理想溶液：,一、共沸物的特性與其組成的計算,9,液相組分1為主，液相組分2為主,一、共沸物的特性與其組成的計算,代入上式：,若相互溶度很?。?若E1，則形成非均相共沸物。PiS相差越小，相互溶解度越小，則易形成共沸物。,10,2）平衡計算,一、共沸物的特性與其組成的計算,除考慮汽液平衡外，還要考慮液液平衡。,計算方程：,校核方程：,11,一、共沸物的特性與其組成的計算,3.三元系,多元共沸物汽液相組成相等點并不一定對應(yīng)于恒壓下Tx圖上的極值點或恒溫下Px圖上的極值點。,1）多元共沸物的特征,12,2）三元均相共沸組成的計算,一、共沸物的特性與其組成的計算,13,二、共沸劑的選擇,根據(jù)不同分離對象及目的選擇共沸劑，共沸精餾通常用于從沸點相近的組分或共沸物中分離一個或多個組分。,1.共沸劑選擇原則,（1）分離沸點相近的組分1）共沸劑與原溶劑中一個組分形成一個二元正偏差共沸物；2）共沸劑與原溶劑中二個組分分別形成兩個二元正偏差共沸物；3）共沸劑與原溶劑中二個組分形成一個三元正偏差共沸物，其沸點比任何二元共沸物沸點都低，一般要求低10以上，且組分不同，若非均相更好。,14,1.共沸劑選擇原則,二、共沸劑的選擇,（2）分離共沸物,1）生成一個二組分正偏差共沸物，其沸點比原共沸物低；且組成不同于原共沸物。2）生成一個三組分正偏差共沸物，其沸點比原共沸物低，且組成不同于原共沸物。,15,顯著影響關(guān)鍵組分的汽液平衡;共沸劑容易分離和回收;用量少,氣化潛熱低;與進料組分互溶,不生成兩相,不與進料中組分起化學(xué)反應(yīng);無腐蝕，無污染;價廉，易得。,2共沸劑的條件,二、共沸劑的選擇,16,17,三、共沸精餾流程,（一）雙壓精餾,如果壓力變化明顯影響共沸組成，則采用兩不同壓力操作的雙塔流程，可實現(xiàn)二元共沸物完全分離。,例：分離甲乙酮水,二元正偏差共沸物,常壓：xMEK=0.65,0.7MPa：xMEK=0.5,物料衡算：二個塔作一個整體,圖3-31雙壓精餾流程,三、共沸精餾流程,18,圖3-31雙壓精餾流程,三、共沸精餾流程,應(yīng)用：甲乙酮-水；四氫呋喃-水；甲醇-甲乙酮；甲醇-丙酮,19,20,（二）二元非均相共沸物的精餾,如果二組分能夠形成非均相共沸物，那么不必另加共沸劑便可實現(xiàn)二組分的完全分離。,例：分離正丁醇（1）水（2）,圖3-33分離非均相共沸物的流程,21,四、共沸精餾的計算,共沸物精餾體系非理想性強、組分多、變量多，不宜使用簡捷法，而嚴格計算也變得非常復(fù)雜。,五、共沸精餾與萃取精餾的比較,共同點：,基本原理相同，都是通過加入適量的質(zhì)量分離劑，改變組分之間的相互作用，增大組分的揮發(fā)度差異，實現(xiàn)精餾分離。,22,1.消耗的熱量共沸精餾的共沸劑由塔頂蒸出消耗的熱量多；萃取精餾的共沸劑由塔釜排出消耗的熱量少。若原料液中輕組分的含量較少，共沸精餾消耗的熱量也可能不大于萃取精餾2.操作共沸精餾因共沸組成的限制，操作條件比較苛刻，但可用于間歇操作和連續(xù)操作。萃取精餾可在較大的范圍內(nèi)變化其過程參數(shù)，比較靈活，適用于連續(xù)操作。,不同點：,23,六、共沸精餾與萃取精餾的比較,3.溶劑選取共沸精餾的共沸劑要符合生成共沸物的條件（s，x1），對特定體系，可供選擇的共沸劑數(shù)目不如萃取精餾多。對于原料液的分離，若兩者均可，則優(yōu)先考慮萃取精餾。4.熱敏性物料在同一操作壓力下，由于共沸精餾（操作溫度）比萃取精餾要求低，因此，若有熱敏性組分時，選用共沸精餾比較有利。5.塔板效率萃取精餾因加入大量的萃取劑，塔內(nèi)液相流量遠大于氣