化工原理：特殊精餾

1、2021-7-18 第五章第五章 蒸餾蒸餾 特殊精餾特殊精餾 化化 工工 原原 理理 2021-7-18 具有恒沸點(diǎn)或具有恒沸點(diǎn)或 接近接近1 1的物系，受相平衡的限制或經(jīng)濟(jì)合的物系，受相平衡的限制或經(jīng)濟(jì)合 理性的制約，不能或不宜采用普通精餾方法進(jìn)行分離。理性的制約，不能或不宜采用普通精餾方法進(jìn)行分離。 解決方法一：采用萃取、吸附以及膜分離等其它分離方法。解決方法一：采用萃取、吸附以及膜分離等其它分離方法。 解決方法二：采用特殊精餾。向精餾系統(tǒng)添加第三組分，通解決方法二：采用特殊精餾。向精餾系統(tǒng)添加第三組分，通 過它對(duì)原溶液中各組分間的不同作用，提高原溶液各組分間過它對(duì)原溶液中各組分間的不同作

2、用，提高原溶液各組分間 的的 ，使原來難以用精餾分離的物系變得易于分離。，使原來難以用精餾分離的物系變得易于分離。 第三組分使物系組分?jǐn)?shù)增加，操作流程更復(fù)雜，一般不再是第三組分使物系組分?jǐn)?shù)增加，操作流程更復(fù)雜，一般不再是 單塔操作。單塔操作。 為了達(dá)到原溶液兩組分的完全分離并回收加入的第三組分，為了達(dá)到原溶液兩組分的完全分離并回收加入的第三組分， 通常采用特殊精餾與普通精餾或液通常采用特殊精餾與普通精餾或液- -液萃取聯(lián)合流程。液萃取聯(lián)合流程。 特殊精餾還有為降低高沸點(diǎn)或熱敏性物系操作溫度的水蒸特殊精餾還有為降低高沸點(diǎn)或熱敏性物系操作溫度的水蒸 汽精餾，以及反應(yīng)和精餾分離同時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)精餾等。

3、汽精餾，以及反應(yīng)和精餾分離同時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)精餾等。 化化 工工 原原 理理 2021-7-18 第三組分第三組分( (恒沸劑或挾帶劑恒沸劑或挾帶劑) )與原溶液中一或兩個(gè)組分形成恒與原溶液中一或兩個(gè)組分形成恒 沸物，使原有組分間的沸物，使原有組分間的 增大增大，再用一般精餾方法分離。再用一般精餾方法分離。 最低恒沸物的體系：恒沸物為塔頂產(chǎn)品，塔底得純組分；最低恒沸物的體系：恒沸物為塔頂產(chǎn)品，塔底得純組分； 最高恒沸物的體系：恒沸物為塔底產(chǎn)品，塔頂?shù)眉兘M分。最高恒沸物的體系：恒沸物為塔底產(chǎn)品，塔頂?shù)眉兘M分。 恒沸精餾流程取決于挾帶劑與原組分形成的恒沸液的性質(zhì)。恒沸精餾流程取決于挾帶劑與原組分形成的

4、恒沸液的性質(zhì)。 (1) (1) 與原溶液的組分形成恒沸物的恒沸點(diǎn)要與該溶液中純與原溶液的組分形成恒沸物的恒沸點(diǎn)要與該溶液中純 組分的沸點(diǎn)有相當(dāng)?shù)牟钪?，一般不小于組分的沸點(diǎn)有相當(dāng)?shù)牟钪?，一般不小?010； (2) (2) 形成的恒沸物易于分離，以便回收挾帶劑，且挾帶劑形成的恒沸物易于分離，以便回收挾帶劑，且挾帶劑 的含量越少越好，這樣可節(jié)省操作費(fèi)用；的含量越少越好，這樣可節(jié)省操作費(fèi)用； (3) (3) 熱穩(wěn)定性、腐蝕性、毒性、價(jià)格等因素。熱穩(wěn)定性、腐蝕性、毒性、價(jià)格等因素。 化化 工工 原原 理理 2021-7-18 工業(yè)酒精恒沸精餾（用苯作恒沸劑）制取無水酒精工業(yè)酒精恒沸精餾（用苯作恒沸劑）

5、制取無水酒精 乙醇乙醇-水二元恒沸物（恒沸點(diǎn)水二元恒沸物（恒沸點(diǎn)78.15，乙醇摩爾分率，乙醇摩爾分率0.894） 苯、乙醇、水三元 非均相恒沸物： 苯：0.539 乙醇：0.228 水：0.233 沸點(diǎn)：64.85 上層苯相 苯：0.745 乙醇：0.217 少量水 下層水相 苯：0.0428 乙醇：0.35 其余為水 無水酒精 水 恒 沸 精 餾 塔 分層器 乙 醇 回 收 塔 苯 回 收 塔 冷凝器 冷凝器 三元非均相 恒沸物 三元非均相 恒沸物 稀乙醇 水溶液 二元恒沸物 二元恒沸物 乙醇水恒沸物 化化 工工 原原 理理 2021-7-18 第三組分萃取劑第三組分萃取劑( (溶劑溶劑)

6、 )一般沸點(diǎn)較高、不與原溶液中任一組一般沸點(diǎn)較高、不與原溶液中任一組 分形成恒沸物，僅改變?cè)M分的分形成恒沸物，僅改變?cè)M分的 從而實(shí)現(xiàn)精餾分離。從而實(shí)現(xiàn)精餾分離。 塔頂可得一個(gè)純組分，萃取劑與另一組分從塔底排出。塔頂可得一個(gè)純組分，萃取劑與另一組分從塔底排出。 因不要求添加的溶劑與原溶液中的組分形成恒沸物，所以萃因不要求添加的溶劑與原溶液中的組分形成恒沸物，所以萃 取劑的選擇范圍較寬，萃取精餾應(yīng)用也更廣。取劑的選擇范圍較寬，萃取精餾應(yīng)用也更廣。 (1) (1) 選擇性能好，即加入少量萃取劑后能使溶液的相對(duì)揮發(fā)選擇性能好，即加入少量萃取劑后能使溶液的相對(duì)揮發(fā) 度發(fā)生顯著提高；度發(fā)生顯著提高；

7、(2) (2) 揮發(fā)性小且不與原組分起化學(xué)反應(yīng)，不形成恒沸物，以揮發(fā)性小且不與原組分起化學(xué)反應(yīng)，不形成恒沸物，以 便于分離回收，減少損失。便于分離回收，減少損失。 (3) (3) 安全，無毒，無腐蝕性，熱穩(wěn)定性好以及價(jià)格便宜等。安全，無毒，無腐蝕性，熱穩(wěn)定性好以及價(jià)格便宜等。 化化 工工 原原 理理 2021-7-18 苯-環(huán)己烷溶液的萃取分離 常壓下苯的沸點(diǎn)為常壓下苯的沸點(diǎn)為 80.1 80.1，環(huán)己烷的沸點(diǎn)為，環(huán)己烷的沸點(diǎn)為 80.73 80.73， 為為 0.98 0.98，難于用普通精餾方法分離。，難于用普通精餾方法分離。 若在該溶液中加入沸點(diǎn)較高的糠醛（沸點(diǎn)若在該溶液中加入沸點(diǎn)較高的糠醛（沸點(diǎn)161.7161.7），則溶），則溶 液的相對(duì)揮發(fā)度發(fā)生顯著的變化。液的相對(duì)揮發(fā)度發(fā)生顯著的變化。 循環(huán)糠醛 補(bǔ)充糠醛 脫溶劑 頂部產(chǎn)品 脫溶劑 底部產(chǎn)品 苯+環(huán)己烷 （原料） 萃取劑回收段 溶 劑