特殊精馏方法介绍

第四章特殊精馏精馏过程是利用组分间相对挥发度的差异达到分离提纯的目的，但是有时所处理的物料会是以下各种情况：（1）各组分的相对挥发度差异极小，相对挥发度接近于1；（2）相对挥发度等于1，能产生共（恒）沸物；（3）在通常的操作条件下分离组分会分解或发生化学变化。

这时如果采用普通精馏方法，则或者无法分离得到纯组分，或者即使能得到纯组分，但都是十分不经济的和不实际的，需要许多块塔板。

对于这类液体混合物的分离则需要采用特殊的精馏方法即本章讨论的—恒沸精馏和萃取精馏。

定义：特殊精馏的原理是在原溶液中加入另一溶剂，由于该溶剂对原溶剂中关键组分作用的差异，这样就改变了关键组分间的相对挥发度。

因此，就可以用精馏方法分离关键组分。

这种加入第三组分溶剂以后实现将组分分离的精馏被称为特殊精馏。

如果加入的溶剂和原溶液中一个或几个组分形成新的最低共恒沸物，从塔顶蒸出，这种精馏操作被称为共恒沸精馏，所加入的溶剂称共恒沸剂或夹带剂。

如果加入的溶剂仅改变各组分间的相对挥发度，并不产生新的共恒沸物，一般该溶剂的沸点均比较高，故随塔底产品流出，这种精馏操作被称为萃取精馏，所用的溶剂为萃取剂。

共沸精馏与萃取精馏实质上都是多组分非理想溶液的精馏，计算这类精馏过程所用的基本关系仍是相平衡物料衡算和热量衡算，但若保持适当的溶剂浓度，除加料口外，一般均有共沸剂或萃取剂入口，因此是一个多股进料的复杂塔。

第一节萃取精馏及其计算3.1.1萃取精馏的基本原理萃取精馏是在原溶液中加入萃取剂S后，改变了原溶液中关键组分的相对挥发度（改变了组分间的相互作用力），从而达到把组分分离的一种特殊精馏操作。

萃取剂不和原溶液中任一组分形成共沸物，但萃取剂改变了原溶液中关键组分之间的相对挥发度。

萃取剂的沸点均比原溶液中任一组分的沸点高，所以它随塔底产品一起从塔底引出，萃取精馏主要用来分离组分间相对挥发度接近于1，却相对含量又比较大的物系。

如丁烯（1）、丁二烯（2），常压沸点－6.3℃、－4.5℃，α＝1.03。

特殊精馏的原理特殊精馏是一种分离混合物中不同组分的方法，它利用了组分的物理性质在蒸发和冷凝过程中的差异。

特殊精馏在化学工业中具有广泛的应用，例如提取纯净的化学品，去除杂质，以及分离可变组分的溶剂，等等。

特殊精馏的原理主要基于液体的沸点和蒸汽压之间的关系。

不同组分的沸点不同，因此在加热过程中，组分的蒸汽压也会有所不同。

通过适当的控制温度和压力，可以使特定的组分蒸发并在冷凝器中重新变为液体。

这种过程可以重复进行，从而实现对混合物中不同组分的分离。

特殊精馏有许多不同的类型，以下是其中一些常见的特殊精馏方法：1. 水蒸气蒸馏：水蒸气蒸馏是一种常用的特殊精馏方法，特别适用于那些沸点较高的溶剂。

在水蒸气蒸馏中，混合物首先与水接触，然后加热。

水蒸气将溶剂带至冷凝器中，并在那里冷凝为液体，从而实现了与其他组分的分离。

2. 气相色谱法：气相色谱法通过将混合物分子逐一地通过柱状填充物层来分离组分。

填充物通常是一种不溶于混合物的固体，可以选择根据组分沸点和亲和性来设计填充物。

通过控制载气的流速和温度，可以使不同的组分在柱中以不同的速度通过，从而实现分离。

3. 分馏塔：分馏塔是一种常用的特殊精馏设备，特别适用于分离混合物中沸点相差较小的组分。

分馏塔通常由许多平面或圆柱体的平口塔板组成，这些塔板上有孔，材料可以通过这些孔进入下一个塔板。

在分馏塔内，混合物从底部进入，然后通过不同的塔板，然后在最顶部冷凝为纯净的液体。

不同组分的分离是通过不同的沸点和蒸汽压来实现的。

特殊精馏的原理主要涉及到沸点和蒸汽压的关系，以及控制温度和压力的重要性。

通过调整这些变量，可以根据组分之间的差异实现分离。

特殊精馏方法的选择取决于混合物中的组分种类、沸点范围和分离要求。

在实际应用中，还可能需要结合多种特殊精馏方法，以达到更高的分离效果。

总的来说，特殊精馏是一种非常有效的分离混合物中不同组分的方法，它利用了组分的物理性质差异。

通过适当的控制温度、压力和其他条件，可以实现对混合物中不同组分的分离。

目录1 前言.................................................................................................................................. - 1 -2 反应精馏.......................................................................................................................... - 2 -2.1 反应精馏的概述................................................................................................... - 2 -2.1.1反应精馏技术基本原理..................................................................................... - 2 -2.1.2 反应精馏技术的分类........................................................................................ - 2 -2.1.3 反应精馏的优点................................................................................................ - 2 -2.2 反应精馏技术的研究进展................................................................................... - 3 -2.3反应精馏技术小结................................................................................................ - 3 -3 萃取精馏技术.................................................................................................................. - 3 -3.1 萃取精馏技术概述............................................................................................... - 3 -3.1.1 萃取精馏技术基本原理.................................................................................... - 4 -3.1.2 萃取精馏技术的分类........................................................................................ - 4 -3.2 萃取精馏溶剂的选择........................................................................................... - 5 -3.2.1 溶剂的选择性.................................................................................................... - 5 -3.2.2 混合溶剂............................................................................................................ - 5 -3.3 萃取精馏技术的应用........................................................................................... - 5 -3.4 萃取精馏技术小结............................................................................................... - 7 -4 共沸精馏技术.................................................................................................................. - 7 -4.1 共沸精馏技术概述............................................................................................... - 7 -4.1.1共沸精馏技术基本原理..................................................................................... - 7 -4.1.2共沸精馏的特点................................................................................................. - 8 -4.1.3 共沸精馏技术的分类........................................................................................ - 8 -4.2 共沸剂的选择....................................................................................................... - 9 -4.3 共沸精馏技术的应用及研究............................................................................... - 9 -4.4 共沸精馏技术小结............................................................................................. - 11 -5 小结................................................................................................................................ - 11 -6 参考文献........................................................................................................................ - 12 -特殊精馏技术综述摘要：特殊精馏是当普通精馏是无法实现分离或是经济上不合理的，向体系中加入一种适当的新组分，通过与原体系中各组分的不同作用，改变组分之间的相对挥发度，使系统变得易于分离，这类加入能量分离剂和质量分离剂的精馏方法。

化工特殊精馏操作方法分析说明截至目前所开发的特殊精馏方法有水蒸汽精馏、恒沸精馏、萃取精馏、膜精馏、吸收精馏、盐效应精馏、分子精馏、反应精馏等。

对含热敏物质或高沸点的物料，若与水不互溶，则可采用水蒸汽精馏分离；若与水互溶，则可采用真空精馏及分子蒸馏进行分离。

对组分的挥发能力差异特别小或能形成恒沸物的最大偏差物系，通常可采用恒沸精馏和萃取精馏来进行分离。

1、水蒸汽精馏水蒸汽精馏又称开口蒸汽精馏、直接蒸汽精馏，主要适用于与水不互溶的含热敏物质或高沸点物料的分离。

水蒸汽精馏流程与普通精馏的大致相同，只要将塔釜的间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热目阿。

它是利用蒸汽与釜液的混合式换热来加热釜液，同时蒸汽冷凝形成水相层，从而使常压精馏系统的沸点保持在100℃以内的。

由于被分离物与水不互溶，故馏出液及釜液中也应含有水相，所以均需用一分层器将轻、重相加以分离。

2、恒沸精馏2．1 被分离物系可自动形成非均相恒沸物时。

某些双组分匣沸物(如苯一水，丁醇一水)在温度降低时可分为两个具有一定互溶度的液层。

此类恒沸物的分离不必加入第三组分，采用两个塔联合操作便可获得两个纯产品。

组成为xr的料液加入塔1后，塔底得到纯丁醇，塔顶得到组成为X 的非均柑厘沸物经冷凝、冷却后得到两个液相，一为富水相，另一为富丁醇相，前者进入塔2，后者返回塔1；塔2顶部排出的是组成为X D的恒沸物，底部则获得纯水。

2．2 夹带剂可与被分离物系形成非均相恒沸物时。

在原料液中加入适量的苯作夹带剂，苯与原料液将形成二元低沸点非均相恒沸物，已知常压下的恒沸点为64．85℃，恒沸组成为：苯0．539、乙醇0．228、水0．233。

通过控制苯的加入量，使原料液中的水全部转入到二元恒沸物中。

由于三元恒沸物的恒沸点比乙醇的沸点低，故其由恒沸精馏塔1的顶部蒸出，塔底产品为近于纯态的乙醇；塔顶蒸汽经冷凝器4冷凝后，部分液相回流，其余的进入分层器5分为轻、重两层液体；轻相为富苯相，返回塔1作为补充回流；重相为富醇相，送人苯回收塔2，以回收其中的苯。

什么是特殊精馏？共沸、萃取、反应、真空......这些特殊精馏你知道几种？2018年的国考报名大幕拉开了！今年有120多个单位招考，计划招录2.8万余人。

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亲爱的旁友们，你们知道什么是特殊精馏吗？特殊精馏有哪些种类？添加剂精馏和复合精馏有什么特点？什么是非常规条件下的精馏？今天小七就跟大家说说什么是特殊精馏。

come on，旁友们！什么是特殊精馏？当待分类组分之间形成共沸物或相对挥发度接近1时，用普通精馏是无法实现分离或是经济上不合理的。

此时，向体系中加入一种适当的新组分，通过与原体系中各组分的不同作用，改变组分之间的相对挥发度，使系统变得易于分离，这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏称为特殊精馏。

特殊精馏分类(按操作条件)•添加剂精馏：例如共沸、萃取•加盐精馏复合（或耦合）精馏：例如反应精馏•非常规条件下的精馏：例如分子精馏什么是添加剂精馏？添加剂精馏方法通过加入某一组分（称为夹带剂）去与被分离物系中的一个或几个组分形成共沸物或是破坏原物料组分间可能存在的共沸物的方式达到分离效果，可分为萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏。

恒沸精馏在恒沸精馏中，第三组分与原溶液中的一个组分形成恒沸物，原有组分间的相对挥发度增大，使该溶液能用一般精馏方法分离。

第三组分称为恒沸剂或夹带剂。

恒沸精馏中合适夹带剂的选用：（1）恒沸物恒沸点与溶液中纯组分沸点有相当差值，一般不小于10℃。

（2）恒沸物易分离，以便回收夹带剂，夹带剂含量越少操作费用越省。

（3）热稳定性好、无腐蚀性、无毒性。

工业酒精恒沸精馏（用苯作恒沸剂）制取无水酒精乙醇-水二元恒沸物（恒沸点78.15℃，乙醇摩尔分率为0.894）只要苯量适当，原料液中的水分可全部转移到三元恒沸液中，因而使乙醇-水溶液得到分离。

萃取精馏萃取精馏也是向原料液中加入第三组分，称为萃取剂。

第三章特殊精馏3.2 混合物组分相图3.3 萃取精馏3.4 恒沸精馏3.1 概述普通精馏不适用于以下物系的分离：╳α=1；╳α≈1；╳热敏性物系；╳含量低的难挥发组分；3.1概述实现分离、降低能耗为什么用特殊精馏？x, yTP 1P 2相对挥发度随压力变化大改变操作工艺或条件仍可采用普通精馏？3.1概述恒沸组成随压力变化76.5℃69.3%109.0℃60.1%2000kPa101.3kPa改变操作工艺或条件仍可采用普通精馏？H 2OCH 3CN3.1概述WaterAcetonitrile50%60.1%109.0 ºC69.3%76.5 ºC101.3kPa2000kPa塔1塔2恒沸物是非均相x,yT改变操作工艺或条件仍可采用普通精馏？3.1概述水相有机相水有机溶剂有机相水相进料塔1塔2分类:❒萃取精馏: 加溶剂S , 使a AB ❒恒沸精馏: 加溶剂S , a AS = 1 , a AB ❒加盐精馏: 加盐，a AB❒反应精馏: 通过分离促进反应，或者通过反应促进分离特殊精馏？分类？特殊精馏——既加入能量分离剂又加入质量分离剂的精馏3.1概述无盐5%盐盐饱和x1y1醋酸钾浓度对乙醇-水相平衡的影响Furter经验方程：加盐，a AB()ss kx =ααln 乙醇-水加盐精馏体系示例：甲醇和甲醛缩合生产甲缩醛，甲醛转化率低利用精馏促进反应，或者利用反应促进精馏通过精馏分离促进反应，提高转化率。

OH O H C O CH OH CH 263232+↔+第三章特殊精馏3.1 概述3.2 混合物组分相图3.3 萃取精馏3.4 恒沸精馏3.2 混合物组分相图ABCM三组分相图的几种形态等腰直角三角形坐标系等边三角形坐标系X-Y 直角坐标系00.20.40.60.8100.20.40.60.81YXMABCM简单蒸馏剩余曲线图三元混合物间歇蒸馏釜中液体完全混合，泡点3.2混合物组分相图(2)(3)(4)(5)WdtdWx y dt dx i i i )(-=WdtdW dt d -=ζ2,1,=-=i y x d dx i i iζ(1)3,2,1,==i x K y i i i 1,13131==∑∑==i iii ixK x),,,,,,(321321y y y x x x T f =ζ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=)(ln )(0t W W t ζiy ix W ,剩余曲线图3.2 混合物组分相图剩余曲线：蒸馏过程中剩余液相组成随时间变化关系的曲线。