共沸精馏技术
共沸精馏技术研究及应用进展
共沸精馏技术研究及应用进展一、绪论1.1 研究背景和意义1.2 共沸精馏技术的概述1.3 国内外研究现状二、共沸精馏技术原理2.1 共沸精馏的定义2.2 共沸深度和共沸温度2.3 共沸精馏机理2.4 共沸精馏系统的组成三、共沸精馏技术的应用3.1 精细化工中的应用3.2 石油化工中的应用3.3 食品加工中的应用3.4 医药制品中的应用3.5 环境保护中的应用四、共沸精馏技术的优点和不足4.1 优点4.2 不足五、未来共沸精馏技术发展方向5.1 研究重点和方向5.2 技术发展趋势六、结论6.1 共沸精馏技术的应用前景6.2 存在问题与解决方案一、绪论1.1 研究背景和意义化工行业是我国国民经济的重要组成部分，化工工业的技术发展一直就是人们关注的一个热点。
共沸精馏技术作为一种高效的分离技术，具有广泛的应用前景。
共沸精馏技术可以应用于精细化工、石油化工、食品加工、医药制品和环境保护等领域，被称为现代化工技术发展的重要方向之一。
共沸精馏技术有着传统精馏技术无法比拟的优点，它不仅可以降低气体流量，而且可以降低加热负荷，减少对环境的污染，提高精馏效率。
同时，共沸精馏技术具有简单、易于操作、自动化程度高等优点，为化工生产提高效率、降低成本提供了有效的手段。
1.2 共沸精馏技术的概述共沸精馏技术是利用沸点相近或者共沸点的物质的挥发差异来实现从混合物中分离和提取纯化物的一种技术。
共沸精馏过程是在共沸温度下进行的，因此该温度是该混合物的独立常量。
通过控制压力和温度，使挥发性成分分离出来，达到分离混合物的目的。
共沸精馏技术的优点在于提高分离效率、确保产品质量优良、能在较短的时间内增加产品的产量、减少能源消耗，同时也被广泛地应用于环境保护。
1.3 国内外研究现状共沸精馏技术的研究在国内外都具有广泛的应用和研究成果。
国外发达国家在共沸精馏技术的研究和应用领域有着比较高的成就，美国、日本等国家在共沸精馏技术的研究中处于前列。
共沸精馏技术
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共沸精馏技术
1
一、共沸剂的特性
二、共沸剂的选择
三、共沸精馏流程 四、共沸精馏与萃取精馏比较
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一、共沸剂的特性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 共沸物的形成对于采用精馏方法分离体混合物的条件 有很大的影响 • 共沸物可以使二元的，也可以是多元的；可以是易挥 发的塔顶产品，也可以是难挥发的塔底产品，最好是 前者 • 多元系较二元系情况复杂的多
5
三、共沸精馏流程
（一）二元非均相共沸物的精馏 如果二组分能够形成非均相共沸物，那么不必另加 共沸剂便可实现二组分的完全分离。
6
X1
共沸物Xa
Xb
Xw
分离非均相共沸物的流程
7
其他：
分离有共沸剂的非均相共沸物 分离均相共沸物 塔顶产品为三元共沸物的分离 。。。
8
四、共沸精馏与萃取精馏比较
共同点： 基本原理相同，都是通过加入适量的质量分离剂，改变 组分之间的相互作用，增大组分的挥发度差异，实现精 馏分离。 不同点： （1）共沸精馏中加入的共沸剂必须与原溶液中的一个或 几个组分形成共沸物，而萃取精馏中的溶剂无此限 制，共沸剂的选择范围相对较窄； （2）共沸精馏中共沸剂以汽态离塔，消耗的潜热较多， 萃取精馏中萃取剂基本不变化，因此共沸精馏的能 耗一般比萃取精馏大； （3）在同样压力下，共沸精馏的操作温度通常比萃取精 馏低，故共沸精馏更适用于分离热敏性物料； （4）共沸精馏可连续操作，也可间歇操作，萃取精馏一 般只能连续操作。
3
共沸精馏
共沸精馏又称恒沸精馏。 分离原理：
称为共沸物、夹带剂，携带剂
在一些难以用普通精馏方法分离的体系中加入一个 新的组分，共沸剂与待分离关键组分形成共沸物，而使 体系中的组分得到分离。
共沸精馏实验误差原因分析
共沸精馏实验误差原因分析
共沸精馏是一种常用的分离技术，通过利用混合物成分的不同挥发性，在不使用溶剂的情况下将混合物中的组分分离出来。
然而，在实验过程中可能会出现误差，影响分离结果的准确性和可重复性。
以下是对共沸精馏实验误差的原因进行分析。
实验中使用的设备和仪器可能存在误差,例如，温度计的精度可能不够高，导致测量到的沸点不准确。
此外，装置中的连接部分可能存在漏气现象，导致压力变化，进而影响沸点的测量结果。
实验操作过程中的技术误差也是造成误差的原因之一。
例如，样品的取样量可能不准确，或者在装置组装和操作过程中出现了人为的失误。
这些操作上的误差会直接影响到实验结果的准确性。
实验环境的条件也可能对实验结果产生影响,例如，大气压力的变化会导致沸点发生偏移。
此外，温度和湿度等环境因素也会对实验结果产生一定的影响。
样品本身的特性也可能引起误差,共沸精馏是根据混合物成分的不同挥发性进行分离，但如果混合物中的组分挥发性相似，可能会使分离效果不理想。
此外，样品的纯度和含杂量也会对分离结果产生一定的影响。
为减小误差，可以采取以下措施。
使用高精度的仪器和设备进行实验，以确保测量结果的准确性。
进行严格的操作规范，确保操作过程的准确性和可重复性。
控制实验环境的条件，使其保持稳定。
对样品进行预处理，尽可能提高样品的纯度和减少含杂量，以提高实验结
果的准确性。
共沸精馏实验误差的原因可能包括设备和仪器误差、操作技术误差、环境条件和样品特性等。
通过采取相应的措施，可以减小误差，提高实验结果的准确性和可重复性。
什么是恒沸精馏(共沸精馏)
一、什么是恒沸精馏（共沸精馏）在被分离的物系中加入共沸剂（或者称共沸组分），该共沸剂必须能和物系中一个或几个组分形成具有最低沸点的恒沸物，以至于使需要分离的集中物质间的沸点差（或相对挥发度）增大。
在精馏时，共沸组分能以恒沸物的形式从精馏塔顶蒸出，工业上把这种操作称为恒沸精馏。
下面以制取无水酒精为例，说明恒沸精馏的过程，水和酒精能形成具有恒沸点的混合物，所以用普通的精馏方法不能获得纯度超过96%（体积）的乙醇，若在酒精和水的溶液中加入共沸组分-苯，则可构成各种恒沸混合物，但以酒精、苯和水所组成的三组分恒沸混合物的沸点为最低（64.84℃）。
当精馏温度在64.85℃时，酒精、苯和水的三元混合物首先被蒸出；温度升至68.25℃时，蒸出的是酒精与苯的二元恒沸混合物；随着温度继续上升，苯与水的二元恒沸混合物和酒精与水的二元恒沸混合物也先后蒸出，这些恒沸物把水从塔顶带出，在塔釜可以获得无水酒精。
工业上广泛地用于生产无水酒精的方法，就是根据此原理。
恒沸精馏的过程中，所加入的共沸组分必须从塔顶蒸出，而后冷凝分离，循环使用。
因而恒沸精馏消耗的能量（包括汽化共沸剂的热量和输送物料的电能）较多。
二、什么是萃取精馏？在被分离的混合物中加入萃取剂，萃取剂的存在能使被分离混合物的组分间的相对挥发度增大。
精馏时，其在各板上基本保持恒定的浓度，而且从精馏塔的塔釜排出，这样的操作称为萃取精馏。
例如，从烃类裂解气的碳四馏分费力丁二烯时，由于碳四馏分的各组分间沸点相近及相对挥发度相近的特点，而且丁二烯与正丁烷还能形成共沸物，采用普通的精馏方法是难以将丁二烯与其它组分加以分离的。
如果采用萃取精馏的方法，在碳四馏分中加入乙腈做萃取剂，则可增大组分间的相对挥发度，使得用精馏的方法能将沸点相近的丁二烯、丁烷和丁烯分离。
碳四馏分经过脱碳三、和碳五馏分后，进入丁二烯萃取剂精馏塔，在萃取剂乙腈的存在下，使丁二烯（包括少量的炔烯）、乙腈与其它组分分开，从塔釜采出并进入解析塔，在此塔中，丁二烯、炔烯从乙腈中解析出来，萃取剂循环使用。
共沸精馏分离回收废水中的醋酸丁酯和丁醇的工艺
共沸精馏分离回收废水中的醋酸丁酯和丁醇的工艺共沸精馏分离回收废水中的醋酸丁酯和丁醇的工艺1. 背景介绍废水治理和资源回收一直是一个全球性的难题。
废水中含有大量的有机物质，其中包括醋酸丁酯和丁醇等有机溶剂。
这些溶剂对环境具有潜在的危害，同时也存在着浪费资源的问题。
开发一种有效的工艺来回收废水中的醋酸丁酯和丁醇，既能满足环境保护的需求，又能实现资源的合理利用，具有重要的意义。
2. 共沸精馏技术的基本原理共沸精馏是一种将两个或多个液体组分按照其沸点差异进行分离的技术。
在废水中回收醋酸丁酯和丁醇的过程中，共沸精馏可以有效提高回收率和纯度。
3. 工艺流程（1）预处理：废水中的杂质需要通过过滤或沉淀等预处理工艺进行处理，以保证后续分离工艺的正常运行。
（2）脱水：废水中的水分需要通过脱水工艺进行处理，以提高后续共沸精馏的效果。
（3）共沸精馏：将经过预处理和脱水的废水送入共沸精馏设备，通过加热使醋酸丁酯和丁醇共沸，然后通过冷凝器将二者进行分离。
4. 工艺优势（1）环保：共沸精馏技术可以将废水中的有机溶剂有效分离和回收，减少对环境的污染。
（2）资源回收：通过共沸精馏工艺，可以将醋酸丁酯和丁醇等有机溶剂回收利用，实现资源的合理利用。
（3）高效：共沸精馏工艺具有高效快速的特点，可以在短时间内完成废水中有机溶剂的回收。
5. 个人观点和理解在当前的环境保护和资源利用的背景下，开发有效的废水回收工艺具有重要意义。
共沸精馏技术作为一种高效、环保的废水回收工艺，可以很好地解决废水中有机溶剂的处理和回收问题。
通过深入研究和优化工艺流程，可以进一步提高回收效率和产品纯度，从而更好地满足环境保护和资源利用的需求。
总结回顾：废水治理和资源回收是当今社会发展中的重要问题。
共沸精馏技术作为一种有效的废水回收工艺，可以实现废水中醋酸丁酯和丁醇的高效分离和回收。
这种工艺不仅可以保护环境，减少对自然资源的消耗，还可以实现资源的合理利用。
在未来的研究和实践中，我们应该进一步探索共沸精馏技术的优化和应用，以解决废水回收中的挑战和问题，为环境保护和可持续发展做出贡献。
共沸精馏分离正丁醇—水体系的方法
共沸精馏分离正丁醇—水体系的方法
共沸精馏是一种通过调节温度和压力来实现液体分离的方法。
在正丁醇—水体系中，正丁醇和水有相似的沸点，因此通过常规的精馏方法很难将它们完全分离。
为了实现共沸精馏分离，可以采用以下方法：
1. 添加助剂：可以添加一些物质作为助剂，帮助正丁醇和水更好地分离。
常用的助剂有苯、二甲苯等。
助剂的添加可以改变体系的相互作用力，使得两种液体的沸点差距增大，从而更容易进行分离。
2. 真空蒸馏：通过降低系统的压力，可以降低正丁醇和水的沸点，从而利用沸点差来进行分离。
真空蒸馏需要使用专门的真空设备，将体系中的压力降低到较低的水平，使得沸点降低，从而能够快速分离出正丁醇和水。
3. 添加分离剂：可以先添加一种具有亲水性或疏水性的溶剂，将正丁醇或水溶解在其中，然后通过改变溶剂的性质来实现分离。
例如，在正丁醇—水体系中，可以先添加一些醋酸乙酯或乙醇作为分离剂，然后改变溶剂的挥发性，从而将正丁醇和水分离出来。
需要注意的是，共沸精馏只能实现两种液体之间的部分分离，不能完全分离。
如果需要更高纯度的正丁醇或水，还需要进一步进行其他的分离方法，如萃取、结晶等。
共沸精馏原理
共沸精馏原理共沸精馏是一种分离液体混合物的方法，它基于不同组分的沸点差异实现分离。
在共沸精馏中，通过控制压力，使得混合物中两个或多个组分在相同温度下同时沸腾，然后通过冷凝将其分离。
共沸精馏的原理是基于Raoult定律和Dalton定律。
Raoult定律表明，在液体混合物中，每个组分的蒸气压与其摩尔分数成正比。
Dalton定律则说明，混合物的总蒸气压等于各组分的蒸气压之和。
基于这两个定律，共沸精馏通过调节压力，使得混合物中的组分在相同温度下都能沸腾，从而实现分离。
在共沸精馏中，通常需要使用一个装置，称为共沸塔。
该塔通常由一个垂直的柱状容器组成，内部有一系列的塔盘。
混合物从塔底部进入，然后通过塔盘向上流动。
在塔盘上，混合物与下游的蒸汽相接触，发生蒸发和冷凝。
较轻的组分易于挥发，会向上升腾到较高的塔盘，而较重的组分则会下沉到较低的塔盘。
通过不断的蒸发和冷凝，混合物中的组分逐渐分离。
共沸精馏的关键是调节压力。
通过降低压力，可以使得混合物中的组分在较低温度下沸腾。
当沸点接近组分之间的沸点差异时，可以通过调节压力来实现共沸。
在共沸的条件下，混合物中的两个或多个组分会同时沸腾，从而实现分离。
共沸精馏在化工工业中有广泛的应用。
它可以用于分离和提纯液体混合物，特别是对于沸点接近的组分的分离。
例如，常见的酒精和水的分离就可以通过共沸精馏来实现。
此外，共沸精馏还可以用于分离石油和石油产品中的不同组分，以及分离化学反应产物中的目标化合物。
共沸精馏是一种基于调节压力实现液体混合物分离的方法。
通过共沸精馏，可以有效地分离沸点接近的组分，广泛应用于化工工业和实验室中。
该方法的原理基于Raoult定律和Dalton定律，通过控制压力，使得混合物中的组分在相同温度下同时沸腾，然后通过冷凝将其分离。
共沸精馏在实践中具有重要的应用价值，为分离和提纯液体混合物提供了一种高效可行的方法。
共沸精馏
水 0.123 3309 1.02851 16:15 63.1 76.7 乙醇 0.350 270620 98.97149 0 0.35 0 1:3
水 0.131 2332 1.01591 16:22 63.9 76.8 乙醇 0.367 193100 98.98409 0 0.35 0 1:3
备注：16:09 时回流比改为 1:3
本实验要求的是由乙醇-水混合物制取纯乙醇，但由水-乙醇的汽液平衡 相图（图2-2-1）可知，水-乙醇体系存在最低恒沸点，故无法通过一次蒸馏 得到纯乙醇。为此采用特殊精馏操作得到纯乙醇。
图 2-2-1 乙醇-水二元体系的 T-xy 图
1
共沸精馏
3012207042 雷光宇
共沸精馏便可以实现这一过程。共沸精馏（恒沸精馏）是特殊精馏技 术的一种，它是在原溶液中添加另一种物质，称为共沸剂或夹带剂，这种 物质能与原溶液中的至少一个组分形成最低（最高）共沸物，从而增大了 原组分的相对挥发度。一般共沸物比料液中任一组分的沸点或原有共沸物 的沸点低（高）很多，而且组成也有很大的差异，形成的共沸物从塔顶（或 塔釜）采出，塔釜（或塔顶）引出较纯产品，最后将共沸剂与组分分离。
以上讨论适用于塔顶混相回流，即回流液的组成和上升蒸汽的组成是 相同的，如果塔顶采用分相回流时，由于回流的富苯相中的苯循环使用， 因此此时苯的加入量可以比理论量少，分相回流也是本实验所采用的方法。 它的突出优点是共沸剂的用量少，共沸剂提纯的费用低。
3
共沸精馏
三、 实验流程
本实验装置如图2-3-1所示：
物质
水
乙醇
苯
校正因子
0.850
1.00
1.26
表 2-5-2 原料色谱分析记录表
共沸精馏知识点
共沸精馏知识点共沸精馏是一种常用的分离技术，用于从混合物中分离具有相似沸点的组分。
本文将介绍共沸精馏的原理、设备和应用。
一、原理共沸精馏的原理基于不同组分的沸点不同。
当混合物中存在两种或多种组分的沸点非常接近时，常规的蒸馏方法很难将它们分离出来。
这时，可以利用增加辅助剂或改变压力的方法，使得混合物中的组分形成共沸体系，从而实现分离。
二、设备共沸精馏通常使用的设备包括共沸塔、冷凝器和收集器。
共沸塔是用来进行蒸馏的主要设备，通常由塔板和填料组成。
冷凝器用于将蒸馏汽液冷凝成液体，收集器则用于收集和分离不同组分。
三、应用共沸精馏在化学工业中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 石油工业：共沸精馏被广泛应用于石油精炼过程中，用于分离和回收石油中的不同组分，如汽油、柴油和煤油等。
2. 酒精工业：共沸精馏是生产高纯度酒精的重要方法。
通过调整共沸剂的种类和用量，可以实现对酒精中杂质的有效去除。
3. 化学品合成：在某些化学合成过程中，需要将反应产物和副产物进行分离。
共沸精馏可以有效地分离这些具有相似沸点的组分，从而提高产品的纯度和产率。
4. 环境保护：共沸精馏也可以用于处理废水和废气中的有害物质。
通过调整共沸剂和操作条件，可以将有害物质从废物中分离出来，从而实现废物的处理和资源的回收利用。
5. 药物制造：在制药工业中，共沸精馏常用于纯化药物和中间体。
通过精确控制操作条件，可以将药物中的杂质和不纯物质去除，提高产品的质量和纯度。
共沸精馏是一种重要的分离技术，广泛应用于化学工业中。
通过调整操作条件和使用适当的共沸剂，可以实现对具有相似沸点的组分的高效分离。
共沸精馏在石油工业、酒精工业、化学品合成、环境保护和药物制造等领域都有着重要的应用价值。
共沸精馏_精品文档
萃取精馏因加入大量的萃取剂，塔内液相流量远大于气相， 因而气液接触较差，导致塔板效率降低（约为普通一半）。
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24
总结：
一、共沸物的特性与其组成的计算 二、共沸剂的选择 三、共沸精馏流程 四、共沸精馏的计算 五、共沸精馏与萃取精馏比较
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NRTL (Non-Random Tow Liquid)
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9
一、共沸物的特性与其组成的计算
P1
P1s
1
x1
P2
P2s
x
22
液相Ⅰ——组分1为主，液相Ⅱ——组分2 为主
代入上式：
P1S
(1
x1I
I 1
P xS II II 222
)
1
若相互溶度很小： 当 x1 1时， P1s P1
1
1
x2 1
2
1
E
P1s P2s
x2 x2
1
定性估算能否形成非均相共沸物
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1
3.2.2 共沸精馏
一、共沸物的特性与其组成的计算 二、共沸剂的选择 三、共沸精馏流程 四、共沸精馏的计算 五、共沸精馏与萃取精馏比较
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一、共沸物的特性与其组成的计算
1、名词解释 1）共沸物：指在一定压力下，沸腾温度、生成的汽相 组成和液相组成不变的的一类溶液。
2）正偏差共沸物：如溶液的蒸汽压相比理想溶液发生正 偏差，即形成正偏差共沸物（最低共沸物）。
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7
例3—6 已知P=86.659kPa，求共沸时x、T。
给出ll： n nPiiSf（ 1f（ 2x） T）
解 设 t ： 5o C 5 计 P P 算 1 2 S S （ 1 2 ） ln 1 2 解 x 出 i
3.2.2共沸精馏
等饱和 压力线
(a)压力—组成立体图
(b)恒温下的等压三角相图
Pm0＞Pm3＞Pm2＞Pml
17:54 图3-19 三个二元正偏差共沸物及一个三元正偏差共沸物相图
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 一、共沸物的特性和共沸组成的计算
多元系共沸物的特点： 在极值点上汽、液平衡相的组成相等，但不一定相对于温度 或压力的极值点。
(a)压力—组成立体图
取Δξ=0.1是合适的，因x1的变化仅为2.7%。
( ) x(1) 2
=
x(0) 2
+
x(0) 2
−
y(0) 2
Δξ
= 0.2000 + (0.2000 − 0.2154)× 0.1 = 0.1985
x (1) 3
= 1−
x (1) 1
−
x (1) 2
= 1 − 0.2056
− 0.1985
=
0.5959
④鞍形点(saddles)：某特殊点 附近的剩余曲线是双曲线(沸点 为中间温度)，如A、E。
⑤一区两点：在同一蒸馏区域 中，剩余曲线簇仅有一个稳定 1节7:5点4 和一个不稳定节点。
(b)恒压下的等温线三角相图
17:54
图3—21 形成鞍形共沸物的三元系相图
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一、共沸物的特性和共沸组成的计算
③三元均相共沸组成的计算 由共沸条件：
α12 = α13 = α23 = 1
（3-56）
（3-57）
（3-58）
已知T，可解出P，x1, x2 或已知P，解出 T, x1, x2 。
17:54
萃取精馏时MSA与混合物中的一个组分或数个组分构成溶液 从塔釜流出；
共沸精馏时MSA与混合物中的一个组分或数个组分形成共沸
共沸精馏
实验一共沸精馏精馏是化工生产中常用的分离方法。
它是利用气－液两相的传质和传热来达到分离的目的。
对于不同的分离对象，精馏方法也会有所差异。
例如，分离乙醇和水的二元物系，由于乙醇和水可以形成共沸物，而且常压下的共沸温度和乙醇的沸点温度极为相近，所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物，而无法得到无水乙醇。
为此，在乙醇－水系统中加入第三种物质，该物质被称为共沸剂。
共沸剂具有能和被分离系统中的一种或几种物质形成最共沸物的特性。
在精馏过程中共沸剂将以共沸物的形式从塔顶蒸出，塔釜则得到无水乙醇。
这种方法就称作共沸精馏。
一．实验目的1．通过实验加深对共沸精馏过程的理解。
2．熟悉精馏设备构造，掌握精馏操作方法。
3．能够对精馏过程做全塔物料衡算。
4．学会使用阿贝折射仪分析液体组成。
二．实验原理乙醇—水系统加入共沸剂苯以后可以形成四种共沸物。
现将它们在常压下的共沸温度、共沸组成列于表１。
为了便于比较，再将乙醇、水、苯三种纯物质常压下的沸点列于表２。
表１乙醇－水－苯三元共沸物性质表２乙醇、水、苯的常压沸点从表１和表２列出的沸点看，出乙醇—水二元共沸物的共沸点与乙醇沸点相近之外，其余三种共沸物的广泛的与乙醇沸点均有10℃左右的温度差。
因此，可以设法使水和苯以共沸物的方式从塔顶分离出来，塔釜则得到无水乙醇。
整个精馏过程可以用图６-1来说明。
图1－１共沸精馏原理图图中A、B、W分别为乙醇、苯和水的英文字头；ABZ、AWZ、BWZ代表三个二元共沸物。
图中的曲线为25℃下乙醇、水、苯三元混合物的溶解度曲线。
该曲线下方为两相区，上方为均相区。
图中标出的三元共沸组成点T是处在两相区内。
以T为中心，连接三种纯物质A、B、W及三个二元共沸组成点ABZ、AWZ、BWZ，将该图分为六个小三角形。
如果原料液的组成点落在某个小三角形内，当塔顶采用混相回流时临近六的最终结果只能得到这个小三角形三个顶点所代表的物质。
故要想得到无水乙醇，就应该保证原料的组成落在包含顶点A 的小三角形内，即在ΔATABZ或ΔATAWZ内，从沸点看，乙醇—水的共沸点和乙醇的沸点仅差0.15℃，就本实验的技术条件无法将它们分开。
共沸精馏知识点
共沸精馏知识点共沸精馏是一种常用的分离技术，可以用来分离混合物中的两种或多种液体组分。
它基于液体在不同温度下的沸点差异，通过控制温度和压力，使得液体组分按照沸点的顺序逐渐蒸发和冷凝，从而实现分离的目的。
共沸精馏的原理是利用混合物中组分的沸点差异来实现分离。
在共沸精馏中，混合物首先被加热到沸点，并在一定的压力下蒸发。
蒸发过程中，组分的蒸汽与冷凝器中的冷却剂接触，被冷凝成液体，然后收集。
不同组分的沸点不同，因此在不同的温度下沸腾和冷凝，从而实现了分离。
共沸精馏的关键在于控制温度和压力。
通过调节加热源的温度和冷却剂的温度，可以使得不同组分在不同的温度下分别蒸发和冷凝。
此外，在共沸精馏中还需要控制系统的压力，以保证蒸发和冷凝的顺利进行。
通常情况下，系统的压力要低于组分的饱和蒸汽压，以保证组分能够蒸发。
共沸精馏的应用十分广泛。
一方面，它可以用于分离混合物中的组分。
例如，乙醇和水在常压下共沸，通过共沸精馏可以将它们分离开来。
另一方面，共沸精馏还可以用于提纯液体。
对于某些物质，由于其它杂质和它们的沸点相近，难以通过常规的蒸馏方法进行提纯。
而共沸精馏可以通过蒸发和冷凝的循环过程，将杂质逐渐去除，从而得到较为纯净的物质。
共沸精馏的优点是操作简单、效率高，适用于大规模生产。
此外，共沸精馏还可以与其它分离技术相结合，如萃取、结晶等，进一步提高分离效果。
然而，共沸精馏也存在一些限制。
首先，对于沸点差异非常小的组分，共沸精馏的分离效果较差。
其次，共沸精馏需要耗费较大的能量，对于能源的消耗较大。
因此，在实际应用中需要根据具体情况选择合适的分离方法。
共沸精馏是一种常用的分离技术，通过控制温度和压力，利用液体组分的沸点差异，实现混合物的分离。
它具有操作简便、效率高的优点，广泛应用于化学工业、食品工业等领域。
然而，共沸精馏也存在一些限制，对于沸点差异较小的组分分离效果较差，能源消耗较大。
因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素，选择合适的分离方法。
共沸精馏技术研究及应用进展
共沸精馏技术研究及应用进展共沸现象是指一定压力下某一溶液沸腾时，溶液温度、液相组成和汽相组成始终保持不变的现象。
在混合时，混合物的共沸点高于或低于混合物中任一种组分沸点，分别称为最高共沸物或最低共沸物。
当出现共沸现象时，采用普通精馏方法无法达到分离的目的，此时我们可采用共沸精馏、萃取精馏或变压精馏等特殊精馏方法。
其中共沸精馏就是向待分离体系中加入新组分(共沸剂)，共沸剂能与原有体系中的一个或多个组分形成新的共沸物，且这种新共沸物的挥发度显著地高于或低于原有各组分的挥发度，并且新共沸物中各组分的含量与原料液组成不同，可采用普通精馏方法予以分离。
1、共沸精馏的特点(1)共沸精馏用的共沸剂必须与待分离组分的一个或多个形成共沸物，共沸剂的选择范围相对较小；(2)共沸精馏的共沸剂大多数都从塔顶蒸出，消耗热能较大，通常只有当与共沸剂形成共沸物的组分在原料中含量较少时，共沸精馏的操作才比较经济；(3)共沸精馏可用于连续操作也可用于间歇操作；(4)在相同压力下操作，共沸精馏的操作温度较低，比其它精馏方式更适于分离热敏性物料。
2、共沸精馏的分类根据共沸剂与原组分形成的新共沸物是否能分离为不互溶的两个液相，可将共沸精馏分为非均相共沸精馏和均相共沸精馏。
与均相共沸精馏相比，非均相间歇共沸精馏可以更加方便的控制回流比，具有设备简单，通用性强的特点。
3、共沸剂的选择共沸剂的选择对共沸精馏分离过程的效果影响非常大。
国外对共沸剂的选择有许多报道，都提出如何选择共沸剂。
根据溶液形成氢键的强弱将溶液分成5类，以各类液体混合后对拉乌尔定律的偏差作为选择共沸剂的初步依据。
提出了完整的关于最低及最高共沸物和近沸点精馏中共沸剂的选择方法。
因此，共沸剂的选择主要有以下几个原则：(1)至少与料液中一个或两个(关键)组分形成两元或三元最低共沸物，而且希望此共沸物比料液中各纯组分的沸点或原来的共沸点低10℃以上；一般来说，从塔顶馏出的二元或三元共沸物经过冷凝冷却后，如果能形成非均相液体，则分离效率高，溶剂回收简单；(2)共沸物中共沸剂的相对含量少，即每份共沸剂能带走较多的原组分，这样共沸剂用量少，操作也较为经济；(3)共沸剂应易于回收和分离，不仅希望能够形成非均相共沸物，减少分离共沸物的操作等；而且要便于回收重复利用；(4)如果从回收塔顶部回收共沸剂，则共沸剂应具有较小的汽化潜热，以节省能耗；(5)共沸剂不能与原料的任一组分发生反应，具有热稳定性好，廉价，毒性小，来源广，腐蚀性小等特点。
请简述共沸精馏的分离原理
请简述共沸精馏的分离原理共沸精馏是一种分离液体混合物中两种或多种成分的方法，其原理基于成分在一定条件下具有相似的汽化温度，从而使它们一起蒸发，然后通过冷凝将其分离。
共沸精馏的分离原理主要基于两个重要概念：共沸和加性性。
共沸是指在一定条件下，混合物中两种或多种成分的蒸汽具有相同的组成比例。
这种现象出现的前提是混合物中各成分之间存在较强的化学吸引力或形成氢键等相互作用。
共沸温度是指在大气压或特定条件下，混合物中各成分开始共沸的温度。
加性性是指混合物中各成分的活度系数的线性相加。
活度系数是描述成分在混合物中的相对挥发性的参数。
根据加性性原理，混合物中各成分的活度系数可以通过各成分在纯液状态下的活度系数之和进行估算。
基于上述原理，通过控制温度和压力等条件，可以使混合物中的两种或多种成分在共沸温度下同时蒸发。
然后，将蒸汽通过冷凝器冷却并收集，这会导致混合物中的两种或多种成分分离出来。
共沸精馏分离的步骤如下：1. 混合物加热：混合物加热至共沸温度。
在这个温度下，混合物中的各成分开始共沸并转化为蒸汽。
2. 蒸汽冷凝：蒸汽通过冷凝器冷却并转化为液体。
冷凝器通常采用传热面积大、冷却介质温度低的设备，如冷水或制冷剂。
3. 液体分离：冷凝后的液体通过收集器进行分离。
由于不同成分在共沸温度下具有相似的蒸汽组成，因此液体中的成分比例与混合物中保持一致。
但是，液体中的纯净程度较高，因为一部分轻质或易挥发组分通过蒸发和冷凝过程分离出来。
4. 重复步骤1-3：如果需要进一步提纯，可以重复执行步骤1-3，以提高所得产品的纯度。
共沸精馏适用于混合物中成分之间具有较强相互作用或化学吸引力的情况。
这种方法可以用于分离许多有机液体混合物中的成分，如醇和气体、酮和醚、酸和酯等。
共沸精馏已广泛应用于石油化工、精细化工、制药等工业领域，以及实验室的化学分离和纯化过程中。
共沸物的分离方法
共沸物的分离方法共沸物是指在特定条件下，多种物质会同时沸腾并形成共同蒸气。
分离共沸物通常需要运用一系列化学、物理和工程方法。
下面我将从几个方面详细介绍共沸物的分离方法。
1. 精馏法：精馏是最常见、最常用的分离方法之一。
其基本原理是利用不同物质的沸点差异来分离。
对于共沸物，精馏过程需要深入研究其混合物的成分和性质，以确定最佳操作条件。
例如，通过调整温度和压力来控制共沸物的蒸馏速率，从而使某种物质先凝结成液体，然后通过收集液体和气体进行分离。
2. 球形蒸馏法：球形蒸馏是一种特殊的精馏方法，通常用于分离共沸物。
它是通过将混合物加热至共沸点以上，使其形成气体，然后通过冷凝装置使其转变为液体。
该方法的主要优点在于可以将沸点很接近的物质进行有效分离。
3. 萃取法：萃取法是一种将混合物中的成分分离的常用方法，尤其适用于那些在沸点上非常接近的物质。
该方法利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过选择合适的溶剂来将目标物质从混合物中提取出来。
然后可以通过蒸馏或其他分离技术进一步提纯。
4. 溶剂转移法：溶剂转移法是一种利用混合物中各成分在不同溶剂中的溶解度差异将其分离的方法。
该方法通常用于具有很接近沸点的溶剂和共沸物的分离。
首先，在混合物中加入一个合适的溶剂，使其溶解相应的目标物质，然后通过蒸发或其他方法从溶液中分离出目标物质。
5. 晶体化学法：晶体化学法是一种通过溶解共沸物混合物，并通过晶体的结构特点来筛选出目标物质的方法。
该方法通常需要对混合物的组分和晶体特性进行详细研究和分析。
根据目标物质的晶体结构和溶解度等因素，通过适当的溶剂和溶液浓度来选择合适的条件，从混合物中分离出目标物质的晶体。
以上只是共沸物分离的一些常用方法，实际情况还需综合考虑共沸物的具体性质和需求。
在真实的实际应用中，有时需要结合使用多种方法来实现共沸物的高效分离。
此外，一些高级技术，如高效液相色谱、气相色谱和超临界流体萃取等，也可以在特定情况下用于分离共沸物。
共沸精馏纯化的原理
共沸精馏纯化的原理共沸精馏纯化是一种常用的分离技术，它基于不同组分的沸点差异，通过调节操作条件使两个或多个共沸组分在一定温度范围内同时汽化和冷凝，从而实现对混合物的纯化和分离。
本文将详细介绍共沸精馏纯化的原理，并深入探讨其在实际应用中的优势和局限性。
1. 共沸精馏纯化原理概述共沸精馏纯化是一种基于液相平衡的技术，它利用不同组分在液相和气相中存在平衡时的差异来实现分离。
在共沸条件下，两个或多个具有相似物理性质但存在不同成分比例的组分将同时汽化和冷凝。
通过调节操作条件，如温度、压力、流速等参数，可以使其中一个组分更易于汽化而另一个更易于冷凝，从而实现对混合物中目标成分的纯化。
2. 共沸精馏纯化原理详解2.1 沸点差异导致共沸共沸精馏纯化利用不同组分之间存在微小但关键的物理性质差异来实现分离。
这些差异通常体现在沸点上。
在共沸条件下，两个或多个组分的沸点非常接近，以至于无法通过常规蒸馏等方法实现分离。
共沸精馏通过调节操作条件，使其中一个组分的汽化温度降低或冷凝温度升高，从而实现两个或多个组分的同时汽化和冷凝。
2.2 液相平衡和气相平衡共沸精馏纯化的基础是液相平衡和气相平衡。
液相平衡是指在液体中两个或多个组分之间存在一定的溶解度，使得它们可以均匀混合。
而气相平衡是指在一定温度下，混合物中各组分在气体状态下存在一定比例。
2.3 操作条件调节共沸精馏纯化中的关键是调节操作条件以实现对混合物中目标成分的纯化。
其中最重要的参数是温度和压力。
通过调节操作压力可以改变混合物中各组分的汽化温度，从而使其中一个成分更易于汽化而另一个更易于冷凝。
3. 共沸精馏纯化的优势3.1 高效纯化共沸精馏纯化是一种高效的分离技术，它可以在较低的温度下实现对混合物的纯化。
相比于传统蒸馏技术，共沸精馏可以减少能量消耗，提高分离效率。
3.2 适用范围广共沸精馏纯化适用于各种混合物的分离和纯化。
无论是液体混合物还是气体混合物，无论是有机物还是无机物，共沸精馏都可以实现对目标成分的高效分离。
实验二 共 沸 精 馏
实验二共沸精馏一、实验目的：1．通过实验加深对共沸精馏过程的理解。
2．熟悉精馏设备的构造，掌握精馏操作方法。
3．能够对精馏过程做全塔物料衡算。
4．学会使用气相色谱分析气、液两相组成。
二、实验原理：精馏是利用不同组份在气一液两相间的分配，通过多次气液两相间的传质和传热来达到分离的目的。
对于不同的分离对象，精馏方法也会有所差异。
例如，分离乙醇和水的二元物系。
由于乙醇和水可以形成共沸物，而且常压下的共沸温度和乙醇的沸点温度极为相近，所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物，而无法得到无水乙醇。
为此，在乙醇一水系统中加入第三种物质，该物质被称为共沸剂。
共沸剂具有能和被分离系统中的一种或几种物质形成最低共沸物的特性。
在精馏过程中共沸剂将以共沸物的形式从塔顶蒸出，塔釜则得到无水乙醇。
这种方法就称作共沸精馏。
乙醇—水系统加入共沸剂苯以后可以形成四种共沸物。
现将它们在常压下的共沸温度、共沸组成列于表1。
为了便于比较，再将乙醇、水、苯三种纯物质常压下的沸点列于表2。
表1 乙醇—水—苯三元共沸物性质从表1和表2列出沸点看，除乙醇一水二元共沸物的共沸点与乙醇沸点相近之外，其余三种共沸物的沸点与乙醇沸点均有10℃左右的温度差。
因此，可以设法使水和苯以共沸物的方式从塔顶分离出来，塔釜则得到无水乙醇。
整个精馏过程可以用图1 来说明。
图中A、B、W分别为乙醇、苯和水的英文字头；AB Z、AW Z、BW Z代表三个二元共沸物，T表示三元共沸物。
图中的曲线为25℃下乙醇、水、苯三元混合物的溶解度曲线。
该曲线下方为两相区，上方为均相区。
图中标出的三元共沸组成点T是处在两相区内。
以T为中心，连接三种纯物质A、B、w及三个二元共沸点组成点AB Z、AW Z、BW Z，将该图分为六个小三角形。
如果原料液的组成点落在某个小三角形内。
当塔顶采用混相回流时精馏的最终结果只能得到这个小三角形三个顶点所代表的物质。
故要想得到无水乙醇，就应该保证原料液的组成落在包含顶点A的小三角形内，即在ΔATABz或ΔATAWz内。
共沸精馏简易操作步骤
共沸精馏简易操作步骤实验原理：乙醇-水系统加入苯以后形成共沸物，水和苯以共沸物的方式从塔顶分离出来，塔釜得到无水乙醇。
数据处理：塔釜乙醇浓度达到预期要求(例如质量浓度超过98%)，将精馏时间与塔釜乙醇浓度作图，做全塔物料衡算，求塔顶三元共沸物的组成；作正三角相图，画出25℃乙醇-水-苯三元物系的溶解度曲线，标明共沸物的组成点，画出加料线，对精馏过程作简要的说明。
注意：原始数据以表格形式填写。
术语：混相回流---回流液的组成等于塔顶上升蒸汽组成；分相回流---由于富苯相中苯的含量很高，可以循环使用。
分相回流时，分相器中出现两层液体，上层为富苯相，下层为富水相；实验中，富苯相由溢流口回流入塔，富水相可在实验结束后取出。
参考资料：简易操作步骤、部分院校的实验讲义，可于实验室微机内复制。
1.将乙醇、水、共沸剂称重并加入塔釜，分析乙醇、水、共沸剂的纯度。
2.塔顶通冷却水。
3.开始塔釜加热。
4.塔顶有液体出现时，全回流10-20分钟以使操作状态达到稳定。
5.停止回流，每10-20分钟记录一次塔顶和塔釜的温度，分析一次釜液的组成。
注意：连续精馏时，选择适当的回流比（参考值为10:l）；间歇精馏时，塔顶富苯相可以回流，富水相采出收集。
6.当釜液浓度达到要求后，停止加热，让塔内持液全部流至塔釜，分别称重并分析富水相、富苯相以及釜液组成。
表一 乙醇-苯系统折射率与组成的关系乙醇含量/％(wt) 折光率/25Dn 乙醇含量/％(wt)折光率/25D n0.00 1.49803 46.78 1.42815 2.71 1.49401 57.22 1.42392 5.87 1.48885 71.00 1.39555 12.97 1.47790 84.92 1.37772 19.34 1.47667 91.60 1.36923 36.781.44219100.00 1.35929表二 乙醇-水-苯系统在25℃下的平衡组成 富苯相/％(wt)富水相/％(wt)乙醇 苯 折光率/25Dn 乙醇 苯 折光率/25D n1.86 98.00 1.4940 15.61 0.19 1.3431 3.85 95.82 1.4897 30.01 0.65 1.3520 6.21 93.32 1.4861 38.50 1.71 1.3573 7.91 91.25 1.4829 44.002.88 1.3615 11.00 87.81 1.4775 49.75 8.95 1.3700 14.68 83.50 1.4714 52.28 15.21 1.3787 18.21 79.15 1.4650 51.72 22.73 1.3890 22.30 74.00 1.4575 49.95 29.11 1.3976 23.58 72.41 1.4551 48.85 31.85 1.4011 30.85 62.011.440843.4242.891.4152。
化工厂共沸精馏实例
化工厂共沸精馏实例化工厂共沸精馏实例：混合二甲苯的分离共沸精馏是一种广泛应用于化学工业的分离技术，尤其在化工厂中。
其原理是利用两种或多种物质间的共沸特性，将混合物分离成各自纯组分。
下面是一个化工厂共沸精馏的实例，即混合二甲苯的分离。
一、背景介绍二甲苯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于溶剂、树脂、燃料等领域。
在化工厂中，由于生产过程中产生的二甲苯组分不同，往往得到的是多种不同比例的混合二甲苯。
为了满足不同产品的需求，需要将这些混合二甲苯进行分离。
二、共沸精馏分离原理共沸精馏的原理是利用混合物中各组分的相对挥发度差异，通过加入一种或多种共沸剂，与原料混合物形成共沸物，从而改变各组分的相对挥发度。
通过精馏操作，使得各组分在塔板上实现分离。
三、混合二甲苯的共沸精馏分离过程1. 原料准备：将化工厂产生的混合二甲苯作为原料，准备好共沸剂。
2. 混合物加热：将原料加热至沸腾，同时加入共沸剂。
3. 精馏操作：控制加热温度和压力，使得各组分在塔板上实现分离。
塔板温度的控制需根据组分的沸点进行调节。
4. 产品收集：根据需要，收集不同塔板上的产品，得到各种纯度的二甲苯组分。
5. 共沸剂回收：对共沸剂进行回收再利用。
四、实例分析假设化工厂产生的混合二甲苯中含有三种二甲苯组分：邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯，其含量分别为30%、40%和30%。
目标是将这三种二甲苯组分分离成各自纯产品。
通过加入适量的共沸剂，与混合二甲苯形成共沸物，改变各组分的相对挥发度。
经过共沸精馏操作，可以得到以下纯度的各组分：* 邻二甲苯：95%* 间二甲苯：98%* 对二甲苯：97%五、结论通过共沸精馏技术，化工厂成功地将混合二甲苯分离成各自纯产品。
这不仅提高了产品的质量，还为化工厂创造了更多的商业价值。
同时，共沸剂的回收再利用也降低了生产成本。
此实例表明，共沸精馏在化工厂的分离过程中具有广泛的应用前景。
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本身的回收价值并不大， （4）与进料组分互溶，不生成两相，不与进料 共沸剂的沸点 但如被共沸物的组分是有价值的物质， 一般比原料沸点低10~40℃， 仍然有将水与共沸物组分分离的必要。 中组分起化学反应； 便于分离 通常有 冷却后相分离、改变压力条件精馏、加入 （5） 无腐蚀、无毒； 共沸剂与待分离组分应是完全互溶的， 另一组分、溶剂萃取、二次共沸、化学方法 不致因液相分层儿破坏塔的正常操作 （6）价廉易得。 可以有较低的操作温度
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三、共沸精馏流程
（一）二元非均相共沸物的精馏 如果二组分能够形成非均相共沸物，那么不必另加 共沸剂便可实现二组分的完全分离。
6
X1
共沸物Xa
Xb
Xw
分离非均相共沸物的流程
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其他：
分离有共沸剂的非均相共沸物 分离均相共沸物 塔顶产品为三元共沸物的分离 。。。
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四、共沸精馏与萃取精馏比较
共同点： 基本原理相同，都是通过加入适量的质量分离剂，改变 组分之间的相互作用，增大组分的挥发度差异，实现精 馏分离。 不同点： （1）共沸精馏中加入的共沸剂必须与原溶液中的一个或 几个组分形成共沸物，而萃取精馏中的溶剂无此限 制，共沸剂的选择范围相对较窄； （2）共沸精馏中共沸剂以汽态离塔，消耗的潜热较多， 萃取精馏中萃取剂基本不变化，因此共沸精馏的能 耗一般比萃取精馏大； （3）在同样压力下，共沸精馏的操作温度通常比萃取精 馏低，故共沸精馏更适用于分离热敏性物料； （4）共沸精馏可连续操作，也可间歇操作，萃取精馏一 般只能连续操作。
共沸精馏技术
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一、共沸剂的特性
二、共沸剂的选择
三、共沸精馏流程 四、共沸物的形成对于采用精馏方法分离体混合物的条件 有很大的影响 • 共沸物可以使二元的，也可以是多元的；可以是易挥 发的塔顶产品，也可以是难挥发的塔底产品，最好是 前者 • 多元系较二元系情况复杂的多
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共沸精馏
共沸精馏又称恒沸精馏。 分离原理：
称为共沸物、夹带剂，携带剂
在一些难以用普通精馏方法分离的体系中加入一个 新的组分，共沸剂与待分离关键组分形成共沸物，而使 体系中的组分得到分离。
影响原溶液组分的相对挥发度
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二、共沸剂的选择
（1）显著影响关键组分的汽液平衡关系； （2）共沸剂容易分离和回收； 最好是形成一最低沸点共沸物， （3）用量少，汽化潜热低； 例如：以水为共沸剂，
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参考文献
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