特殊精馏综述
特殊精馏方法介绍
(2-162) ln 12 p1s (1 2 x1 ) ln( s ) Ts A12 p2 (2-161)
讨论溶剂S对 1, 2 的影响:
第三项: x ( A A ) 反映了溶剂S对组分1,2不同作用效果.
s 1S 2S
使 1, 2 / s 1 A1s 0
３）当三元系中有二对二元最低恒沸物，而另一对是二元最 高恒沸物时，压力曲面上就可能出现“谷”；温度曲面 上 就可能出现“脊”； 当三元系中有二对二元最高恒沸物，而另一对是二元最 低恒沸物时，温度曲面上就可能出现“沟”；压力曲面 上 就可能出现“脊”；
2.恒沸点的预测
12
恒沸点时: 12 1 ki ˆV i P
sn x s
结合(2-164)和(2-167) 精:
xs S D sn (1 sn ) L 1 xs
(2-168)
S
RDxs (1 sn )
D sn x s
(1 x s )
1 (1 sn ) x s
(2-169)
提:
xs
其中:
S (1 sn ) L
xs [A 1s A s2 2x1(A s1 A 1s ) xs (A 2s A s2 ) C(x2 x1)]
若 r~X 曲线近似对称,即 Ai,j=Aj,i , C=0
A1, 2 A2,1 A12
A12 A1, 2 A2,1 2
S A1, S AS ,1 A1
V i
0
ˆ P
0
1, 2
V 0 ˆ K1 2 1 f1 V ˆ f0 K2 1 2 2
一般萃取精馏操作压力不高,所以
第二章特殊精馏
系统有一对两元共沸物
2.2 共沸精馏
2.2 共沸精馏
3.共沸精馏流程
二元非均相共沸物
2.2 共沸精馏
3.共沸精馏流程
2.2 共沸精馏
4.共沸精馏的计算
共沸精馏的物料非理想性很强，如给出恰当 的相平衡与焓关联式，需采用温度和液相组 成同时迭代逼近的方法。对于非均相共沸物 的共沸精馏塔，还需同时计算液液平衡。 对共沸精馏塔进行简捷计算，其正确性尚需 考虑。
2.1萃取精馏
萃取精馏原理和溶剂的选择
溶剂的选择
尤厄尔的液体分类法 同系物中选择
2.1萃取精馏
萃取精馏的计算
溶剂用量S与塔内溶剂 浓度的关系
假设
精馏段中xs为常数，提馏 段中xs’为常数 恒摩尔流 各板中溢流中溶剂量相 等，塔顶产品中溶剂量 xDs=0
2.1萃取精馏
萃取精馏的计算
2.2共沸精馏
4.共沸精馏的计算
共沸精馏的极限条件的确定
共沸精馏的极限条件是指最少理论板Nmin和最小 回流比Rmin 以y＝x为操作线进行逐板计算得出 确定最小回流比可用试算法 共沸精馏塔的理论塔板数的计算，常用的是逐板 法
2.2 共沸精馏
5.共沸精馏与萃沸精馏比较
共性：
差别：
2.3加盐精馏
对于加盐精馏分离来说，盐效应引起气 液平衡的变化是最重要的。绝大多数含 水有机物质，当加人第三组分盐后，可 以增大有机物质的相对挥发度。而对于 具有共沸性质的含有机组分的水溶液加 盐后会使共沸点移动，甚至消失。加盐 精馏就是利用盐效应实现过程强化的特 殊精馏过程，而加盐萃取精馏是以含盐 混合溶剂代替单纯溶剂的萃取精馏过程。
萃取精馏综述
萃取精馏综述公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]摘要萃取精馏是一种特殊精馏方法，适用于近沸点物系和共沸物的分离。
萃取精馏按操作方式可分为连续萃取精馏和间歇萃取精馏，间歇萃取精馏是近年发展起来的新的萃取精馏方法。
萃取剂的选择是萃取精馏的关键，因此，萃取剂的选择方法很重要。
关键词：萃取精馏；间歇萃取精馏；萃取剂选择AbstractExtractive distillation is a kind of special rectification method, applicable to almost boiling point system and the separation of azeotrope. Extractive distillation according to the operation mode can be divided into continuous batch extractive distillation, extractive distillation and batch extractive distillation is a new extraction distillation method developed in recent years. The selection of extraction agent is the key of extractive distillation, therefore, the selection of extraction agent method is very important.Key words: extractive distillation; The batch extractive distillation; Extracting agent selection萃取精馏作为一种分离络合物、近沸点混合物及其他低相对挥发度混合物技术,在石油化学工业中的1 ,3- 丁二烯的分离、芳烃抽提、乙醇/ 水分离、环己烷提纯等过程得到广泛的应用。
特殊精馏的原理
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。
甲醇精馏文献综述范文怎么写
甲醇精馏文献综述范文怎么写
甲醇精馏是一种常见的分离技术，广泛应用于甲醇生产和甲醇深加工领域。
本文主要对甲醇精馏的相关文献进行综述，旨在探讨甲醇精馏技术的发展现状和未来趋势。
首先，本文对甲醇精馏的基本原理进行了阐述。
甲醇精馏是一种以蒸汽为驱动力，通过在不同温度下将混合物分离成不同组分的过程。
在甲醇精馏中，通常采用塔式精馏设备，通过不同的塔板和塔板上的填料来实现组分的分离。
接着，本文对甲醇精馏的发展历程进行了回顾。
早期的甲醇精馏技术主要采用简单的精馏塔，存在着能耗高、分离效率低等问题。
随着技术的不断发展，现代甲醇精馏已经实现了高效、低能耗的工业化生产。
然后，本文对甲醇精馏的优化措施进行了总结。
甲醇精馏的优化措施包括选用合适的填料、压力、塔板数等参数，以及应用辅助程序、改进能量回收等技术手段。
这些措施可以有效地提高甲醇精馏的分离效率和经济效益。
最后，本文对甲醇精馏技术的未来发展进行了展望。
随着新材料、新技术的不断涌现，甲醇精馏技术将会更加成熟和智能化。
同时，甲醇深加工领域的发展也将会为甲醇精馏技术的进一步优化带来新机遇。
综上所述，甲醇精馏技术在甲醇生产和深加工领域有着广泛的应用前景。
本文的综述对于加深对甲醇精馏技术的了解和推进甲醇产业
的发展都具有一定的参考价值。
新型分离技术--第3部分-特殊精馏技术
产物外观（纯度）
分子蒸馏装置
刮膜式分子蒸馏器 利用刮膜器将料液在蒸发面上 刮成厚度均匀且连续更新的涡 流液膜，大大增强了传质和传 热效率，能有效控制液膜的厚 度、均匀性及物料的停留时间。 目前应用最广。
分子蒸馏的应用
如鱼油中 EPA（二十 碳五烯酸） 和DHA（二 十二碳六烯 酸的分离精 制）； 鱼肝油、小 麦胚芽油、 维生素、辣 椒红色素、 玫瑰油等的 提取分离
二异丙苯
丙烯
异丙苯
异丙苯、丙烯
1-催化精馏塔 2-异丙苯塔 3-多烷基苯塔 4-反烃化反应器
二异丙苯等
异丙苯、二异丙苯等
4 分子蒸馏
分子蒸馏又称短程蒸馏，是在高真空下进行，根据分子运动平 均自由程的差别，使液体在远低于沸点的温度下蒸馏分离，受 热时间短，特别适于处理高沸点及热敏性物系。 基本原理：不同分子的有效直径不同，平均 自由程也有差异，即混合液的分子受热后从 液面逸出，不与其它分子发生碰撞所运行的 距离是不相同的。一般来讲，轻分子的平均 自由程比重分子大，若在离蒸发面小于轻分 子平均自由程而大于重分子平均自由程处设 置一个冷凝面，轻分子可到达冷凝面，破坏 平衡，使其继续逸出。而重分子则不能到达 冷凝面，很快会与液相重分子处于动态平衡， 表观上不再从液面逸出，从而使混合物得以 分离。
苯
苯烷基化制异丙苯
苯(A)与丙烯(B)催化反应合成异丙苯(C)，苯 的沸点远大于丙烯，故苯从反应段上部进料，可 只设反应段和提馏段。 烷基转移反应过程中同时伴有烷基转移反应： 烷基化反应：A+B→C（主）；B+C→D（副） 烷基转移反应：A+D=2C（副）D为二异丙苯； 催化填料为酸性沸石或酸性阳离子树脂
废水处理
3.2特殊精馏全解
A12，A21 分别代替 A2s，As2 有： As1，A1s
A12 (x2-x1)+xs( A1s - A2s)
9
定义相对浓度（脱溶剂浓度）：
x1=x1/(x1+x2) x1=x1 (x1+x2)
x2=x2/(x1+x2)
x2=x2 (x1+x2)
绝对浓度： x1+x2 +xs=1，x1+x2 =1
3.2 萃取精馏和共沸精馏
问题的引出：
分离乙醇～水混合物
分离丁烯-2～丁烷
某板： y醇 x醇 0.894 o t 78 . 15 C 呈共沸现象 12 1， 普通精馏得不到高 含量的醇。
沸点：丁烯： 273.9 K 丁烷： 272.5 K 12 1 若x F 0.5；x D烷 0.95 需N 300块 — 生产上难采用。
12
（2） 溶剂的选择
（a）考虑被分离组分的极性：(选择在极性上更类 似于重关键组分的化合物作溶剂，能有效地减小重
关键组分的挥发度。)
常见有机物极性增加顺序：
烃
醚
醛
酮
酯
醇
二醇
水
例：甲醇( 64.7℃)+丙酮（56.4℃)
选烃作溶剂：丙酮难挥发
选水作溶剂：甲醇难挥发
（b）考虑组分间能否形成氢键：(选择能于难挥Байду номын сангаас
16
4.萃取精馏的操作特点
a)
b)
c)
因塔内萃取剂浓度较大，一般为0.6-0.8，液汽比 远大于普通精馏，两相接触不佳，塔板效率低，为 普通塔板效率一半左右；设计时要注意板上液体流 动水力学问题，以免效率过低。 由于组分挥发度借助萃取剂的量来调节，因此回流 比要严格控制恒定，加大回流比反而降低塔内溶剂 浓度，使分离困难。 溶剂入塔温度要严格控制，会影响内回流的较大变 化，直接影响上升蒸汽量。
特殊精馏
相对挥发度 接近1的体系
0
x
1.0
y
0
x
1.0
2
一.共沸精馏(Azeotropic Distillation)
恒沸现象：指溶液在一定的压力下进行汽化时,平 衡的汽相组成和液相组成相等, 温度始终不变。
恒沸现象的形成是由于组成溶液的各组分的分子 结构不相似, 在混合时引起与理想溶液发生偏差所致。 如果溶液对理想溶液发生正偏差 ,组分在汽相中 的分压比拉乌尔定律预计值大，则形成最低恒沸物（常 见）。 如果溶液对理想溶液发生负偏差,组分在汽相中的 分压比拉乌尔定律预计值小，则形成最高恒沸物（少 见）。
9
萃取剂作用原理： 通过改变两组分的活度系数来提高相对挥 发度（如使一组分活度系数增加而使另一组分 的活度系数降低），而活度系数的大小是由分 子间作用力的大小决定的（作用力增大则活度 系数减小）。 分子间作用有①物理和②化学作用两类， 物理作用主要指范德华力，化学作用主要指氢 键和络合作用。
10
例：用糠醛（沸点161.7℃）作萃取剂分离环己烷-苯
5
例：以苯为夹带剂分离乙醇－水共沸物
流程：料液和苯分别加入共沸精馏塔，该塔底得到乙
醇，塔顶得到苯、乙醇和水的三元共沸液, 冷凝后在
分层器中形成俩个液层 ,上层（苯层）作为回流进入
共沸精馏塔,下层（水层）进入苯回收塔，该塔顶也 得到苯、乙醇和水的三元共沸液，塔底得到稀的乙醇
水溶液，作为进料进入乙醇回收塔，该塔底得到水，
盐的回收通常采用蒸发、结晶、干燥等。
18
例：盐效应精馏制无水乙醇 无水乙醇
乙醇-水
水＋盐
水
19
盐效应精馏的优点： 盐提高相对挥发度的效果好，所需的量较 少 , 一般只有原溶液的百分之几，而萃取 精馏中萃取剂的用量达原溶液的 60%~80% ， 故溶盐精馏的设备尺寸较小。 盐不挥发，从塔底流出，不污染塔顶产品。 盐的选择范围更广。
特殊精馏技术综述
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。
第三章 特殊精馏汇总
萃取剂
相对挥 发度α
无 乙二醇 乙二醇 乙二醇
+
+
KAc NaCl
1.06 1.95 2.4
2.8
乙二醇 + CaCl2
乙二醇 + K2CO3
3.5
3.1
乙二醇 + KNO3
1.82
乙二醇 + MgCl2
2.40
在叔丁醇—水体系中，萃取剂乙二醇中加入少量盐可以 使原液叔丁醇—水的相对挥发度显著提高，
馏中溶剂的浓度通常会达到50%---90%。由于第三组分浓度低 使溶盐精馏塔径减小，同时可以降低溶剂的回收量和循环量。 （5） 固体盐的输送、如何加料及操作过程中盐结晶堵塞管道、 腐蚀设备的问题，都会限制溶盐精馏的应用。
3.2 加盐萃取精馏 3.2.1 加盐萃取精馏的基本原理
加盐萃取精馏是把盐加入到萃取精馏的溶剂中，吸取溶盐精馏 中盐可以提高组分间的相对挥发度,利用萃取精馏中溶剂是液体， 易循环，克服了溶盐精馏中固体盐回收、输送困难等缺点。
各种盐和溶剂对乙醇和水相对挥发度的影响
萃取剂 无
相对挥发
度α
1.01
乙二醇 醋酸钾 乙二醇 + NaCl
1.85 4.05 2.31
乙二醇+ 乙二醇 CaCl2 +AlCl3
2.56
3.1
乙二醇 + KAC
3.2.2 加盐萃取精馏的汽液平衡
“加盐萃取精馏”比“溶盐精馏”体系还要复杂， 除了待分离的两个组分，还有液体萃取剂和盐，至 少是四元体系，目前尚无对该类体系描述较好的关 联式，只能通过实验方法测定含盐体系的汽液平衡。
1.盐效应机理
盐析：把盐加入饱和的非电解质水溶液中，如果非电解质的 溶解度下降，则称为盐析。
特殊精馏综述
特殊精馏技术及其应用研究进展张静（兰州大学化学学院10级在职研究生，甘肃兰州730030）摘要：本文综述了各种特殊精馏的方法，归纳分析了各种特殊精馏方法的原理及应用研究情况关键词：特殊精馏;应用;研究进展混合物的分离是化工生产中的重要过程.蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作.它是通过加热造成气、液两物系，利用物系中各组成部分挥发度不同的特性以实现分离的目的。
按蒸馏方式可将蒸馏分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏。
1. 精馏原理在连续精馏塔内, 原料液自塔的中部某适当位置连续地加人塔内，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝。
冷凝液的一部分作为回流液，其余作为塔顶产品馏出液连续排出.加料位置以上部分是精馏段，此段内上升蒸汽和回流液体之间进行着逆流接触和物质传递，使易挥发组分不断增浓。
加料位置以下部分是提馏段，塔底装有再沸器蒸馏釜，以加热液体产生蒸汽，蒸汽沿塔上升, 与下降的液体逆流接触并进行物质传递，使难挥发组分不断富集，并于塔底连续排出, 作为塔底产品［1]。
2. 特殊精馏概述[1-3］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或称增强精馏。
3。
特殊精馏的分类及应用按操作条件可将特殊精馏分为添加剂精馏，复合（或耦合）精馏以及非常规条件下的精馏。
恒沸、萃取、加盐精馏输于添加剂精馏，反应精馏属复合精馏，分子精馏为非常规条件下的精馏。
3。
1 恒沸精馏恒沸精馏是在被分离的二元混合液中加入第三组分，该组分能与原溶液中的一个或者两个组分形成最低恒沸物,从而形成了”恒沸物- 纯组分"的精馏体系，恒沸物从塔顶蒸出，纯组分从塔底排出,这种形式的精馏称为恒沸精馏，其中所添加的第三个组分称为恒沸剂或者夹带剂。
9.特殊精馏概述
2
精馏
特殊精馏
例2：恒沸组成随压力有显著变化（乙腈－水）
压力Kpa 22.66 101.30 2000.00 恒沸温度℃ 40.0 76.5 109.0
109.0℃ 60.1％ 76.5℃ 101.3Kpa 水 69.3％ 2000Kpa
HCN
恒沸组成 83.0％ 69.3% 60.1％
63％
乙腈3精馏来自特殊精馏例3：异丁醇－水（形成非均相恒沸物）。
Tb,异丁醇＝107.8℃，
T
醇 水
F
水
醇
水
异丁醇
4
精馏
特殊精馏
特殊精馏分类
萃取精馏 加入S，使 α AB ↑ 恒沸精馏 加入S，使 α AS = 1, α AB ↑ 加盐精馏 加入盐，使 α AB ↑ 反应精馏 通过反应促进分离, 或通过分离促进反应。
6
精馏
特殊精馏
例：以反应促分离（混合二甲苯分离）
邻： 间： 对： 乙苯： Tb = 417.3K Tb = 412.6 K Tb = 411.8K Tb = 409.6 K
α = 1.02
α = 1.16
在混合二甲苯中加入异丙苯钠，与间二甲苯和 异丙苯钠 对二甲苯反应，使生成的间二甲苯钠与对二甲苯钠 间二甲苯钠 两者的挥发度增大不少，促进分离。
5
精馏
特殊精馏
例：甲醛与甲醇缩合生产甲缩醛 例：
Cat 2CH 3 OH + CH 2 O ←⎯→ C 3 H 6 O + 2 H 2 O + Q
甲醛～水溶液（38％－40％）； 受平衡转化率的限制，甲醛转化率为 60％； 利用：
α 甲缩醛 > α 甲醇 > α 甲醛 > α 水
精馏综述
精馏综述摘要：精馏是在汽液两相(或汽液液)逐级(或连续)流动和接触时进行穿越界面的质量和热量传递，并实现混合物分离纯化的化工单元操作过程。
精馏技术已经过100多年的发展，并成为目前应用最广泛的一种分离技术，在化学工业、石油化工、精细化工、轻工化工、煤化工、食品工业、医药工业、原子能工业、冶金工业等领域都有广泛的应用。
精馏，按操作的方式分为连续精馏和间歇精馏；按操作的设备分为板式塔精馏和填料塔精馏；按操作的条件又可分为添加剂精馏、复合(或藕合)精馏、非常规条件下的精馏等。
关键词：精馏板式塔填料塔一般而言，精馏作为常用的分离方法，占整个化工生产能耗的大部分，有的比例超过了80%以上，因而提高精馏水平，对于降低化工过程的能耗，提高生产效率有重要意义。
同时先进的精馏技术，还可大幅度提高产品的质量，减少生产过程中的废品率，提高原料的利用率，并可极大促进绿色工业的发展[1]。
一、连续精馏和间歇精馏1.1 连续精馏在连续精馏中，精馏装置由精馏塔，冷凝器和再沸器等构成。
塔底部存液被再沸器加热而部分汽化，蒸汽沿塔逐板上升，使全塔处于沸腾状态。
蒸汽在塔顶冷凝器中冷凝，一部分作为塔顶馏出液，一部分作为回流液回入塔顶，逐板下流，使塔中各板上保持一定液层，与上升气相密切接触，发生传热和传质。
料掖于塔中部的适当位置加入，其液相部分也逐板下流，直至再沸器；其蒸汽部分则逐板上升，进入冷凝器。
精馏塔中料液加入板称为加料板，加料板以上部分成为精馏段，加料板以下部分称为提馏段。
在塔的精馏段，料液中的蒸汽和从提馏段来的蒸汽一起与从塔顶回流来的液相逆流接触，进行传质和传热，液相中的易挥发组分汽化进入汽相，而汽相中的难挥发组分则冷凝进入液相。
随着汽相的上升，其中易挥发组分的含量逐渐增大，只要两相在精馏段得到充分的接触传质，塔顶汽相可以达到要求的易挥发组分的浓度。
如果进料仅含两个组分，塔顶就能得到高纯度的易挥发物产品。
在塔的提馏段，料液中液相和精馏段来的液体一起逐板下流，与塔釜汽化来的汽相逆流接触，进行传质和传热。
粗甲醇精制原理—特殊精馏
二、分类
由于加入的新组分所起的作用不同， 有以下几种类型：
1. 共（恒）沸精馏 2. 萃取精馏 3. 加盐精馏 4. 反应精馏
1. 共（恒）沸精馏：在原溶液中加入新组 分，加入的新组分和被分离系统中至少一 个组分形成最低共（恒）沸物从塔顶蒸出， 塔底引出较纯的一个组分产品。 加入的新 组分叫做共（恒）沸物、夹带剂、溶剂。
4. 反应精馏 • 集反应与精馏为一体的特殊精馏类型，它能显著提高某些可逆反应 的收率。 • 反应精馏适用于某些可逆反应，当反应产物的相对挥发度大于或小 于反应物时，由于精馏作用，产物离开反应区，从而破坏了原有的 化学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ衡，使反应向生成产物的方向移动，提高了转化度。
• 共沸精馏、萃取精馏、加盐精馏 利用物理方法改变相对挥发度。
甲醇工业的发展
✓ 萃取精馏对溶剂的要求 ①选择性要大。 ②沸点要足够高，以避免与系统中任何组分形成共沸物。 ③溶剂与被分离物系有较大的相互溶解度。 ④溶剂在操作中是热稳定的；不与被分离组分起化学反应， 与原组分易分离。 ⑤无毒、不腐蚀、价廉易得。
3.加盐精馏
具有共沸性质的含水有机溶液，当加 入第三组分盐后，可以增加有机物质的相 对挥发度，这种利用盐效应实现强化的精 馏过程称为加盐精馏。
选择共沸剂有以下要求：
①至少能与原溶液中一个组分形成最低共沸物，共沸物与塔 釜采出产品的沸点差要大（一般应大于10℃）；
②共沸剂的汽化潜热应低，因为共沸物最终以汽相从塔顶馏 出，汽化潜热低，精馏中所消耗的热量少；
③共沸剂在共沸物中的含量低，以减少共沸剂的用量及能耗；
选择共沸剂有以下要求：
④共沸剂易回收，优先考虑生成非均相共沸物的共沸剂，这 样可简化回收流程；
⑤与进料互溶，热稳定性好，不与混合物中组分发生化学反 应；安全，且价廉易得。
特殊精馏
盐的回收通常采用蒸发、结晶、干燥等。
18
例：盐效应精馏制无水乙醇 无水乙醇
乙醇-水
水＋盐
水
19
盐效应精馏的优点： 盐提高相对挥发度的效果好，所需的量较 少 , 一般只有原溶液的百分之几，而萃取 精馏中萃取剂的用量达原溶液的 60%~80% ， 故溶盐精馏的设备尺寸较小。 盐不挥发，从塔底流出，不污染塔顶产品。 盐的选择范围更广。
溶盐精馏的缺点： 盐的回收、输送比较困难。
20
③萃取精馏中萃取剂的加入量可调范围大，比共沸精馏 易于控制，操作灵活； ④萃取精馏不宜间歇操作，共沸精馏则可间歇进行；
⑤共沸精馏操作温度比萃取精馏低，更适宜分离热敏性 溶液。
13
三. 盐效应精馏 (加盐精馏，Distillation with Salt）
盐效应：将盐溶解在两组分的液相混合物中时， 溶液的沸点、两组分的互溶度、气液相平衡组成等均 发生变化，此即所谓的“盐效应”。 盐效应精馏：是在原溶液中加入第三种组分—盐, 利用盐效应来提高两组分的相对挥发度而使难分离的 物系易于分离。
14
醋酸钾对乙醇－水汽液平衡的影响
1－ 未加盐 2 －盐5％(摩尔) 3 －盐10％ 4 －盐20％ 5 －盐饱和
15
氯化钙(0.1g/ml)对乙醇－水汽液平衡的影响
16
盐对气液平衡影响的解释
宏观来看，盐加入到溶液中，因各组分对盐的溶解度 不同，所以各组分蒸汽压下降的程度也不同。 如氯化钙在水中的溶解度为27.5％（摩尔），在乙醇 中的溶解度为16.5％，加入氯化钙使水的蒸汽压下降 程度比乙醇的大，因而乙醇对水的相对挥发度提高。
5
例：以苯为夹带剂分离乙醇－水共沸物
流程：料液和苯分别加入共沸精馏塔，该塔底得到乙
特殊精馏
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。
特殊精馏方式
共沸剂
共（恒）沸精馏
分离原理
1.显著影响关键组分汽液平衡关系 2.新恒沸液所含挟带剂的量愈少愈好，减 少挟带剂用量及气化、回收时所需的能量 共沸剂
3.新恒沸液最好为非均相混合物，便于分 层法分离。
4.无毒性、无腐蚀性、热稳定性好 5.来源容易，价格低廉
特点
共沸精馏 分离原理
共沸剂
特点
特点:共沸精馏从塔顶蒸出，消耗热能大 既可以连续，也可以间歇。 温度比较低，易于分离热敏性物料。
应用
萃取精馏
萃取精馏
分离原理
分离原理：向原料液中加入第三组分（称 为萃取剂或溶剂），以改变原有组分间的 相对挥发度而得到分离。 萃取剂
特点
萃取精馏
分离原理
①选择性强，即能使被分离组分间的相对 挥发度产生比较显著的变化。 ②溶解度大，能与任何浓度的原溶液完全 互溶，以充分发挥各块塔板上萃取剂的作 用。 ③本身的挥发性小，使产品中不致混有萃 取剂，也易于和另一组分分离。 ④其他经济和安全要求。 萃取剂
分离原理
条件 特点
分子精馏
分子精馏
分离原理
分离原理：在极高真空下操作，它依据 分子运动平均自由程的差别，使液体在 远低于其沸点的温度下实现分离。 过程
特点
分子精馏
分离原理
过程 1.分子从液体主体向蒸发表面扩散； 特点 2.分子在液相表面上的自由蒸发；
Байду номын сангаас
3.分子从蒸发表面向冷凝面飞射；
4.分子在冷凝面上冷凝。
特点
项目简介 分离原理
萃取剂 特点
特点：萃取剂比挟带剂易于选择
萃取剂基本上不汽化，耗能量较恒沸精馏少
萃取精馏操作较灵活，易控制，适宜连续操作
萃取精馏综述【范本模板】
摘要萃取精馏是一种特殊精馏方法，适用于近沸点物系和共沸物的分离。
萃取精馏按操作方式可分为连续萃取精馏和间歇萃取精馏，间歇萃取精馏是近年发展起来的新的萃取精馏方法.萃取剂的选择是萃取精馏的关键,因此，萃取剂的选择方法很重要。
关键词：萃取精馏;间歇萃取精馏;萃取剂选择AbｓtractEｘtrａctiｖe dｉstilｌａｔion is a ｋinｄof speciａｌrectiｆｉcation method，apｐlｉcablｅto almｏst bｏiｌing pｏint system aｎdｔhe sepａｒatiｏn of ａｚeotropｅ。
Extractiｖe dｉstillatiｏn accoｒｄing to thｅｏperaｔion mod ｅcａn be dｉvidｅｄｉntｏｃｏｎｔinuous ｂatｃh extｒａctive dｉｓtiｌlａtｉon，eｘtrａctive dｉstilｌaｔiｏｎanｄbaｔch extraｃtiｖｅdistillation is a new eｘtｒaｃtion distｉllａｔｉon mｅｔhｏｄdeveloped in reｃenｔyｅars。
Ｔｈｅselｅcｔioｎｏｆｅxtraction agｅnt is tｈe keyｏｆextrａｃｔive ｄiｓtｉｌｌation, tｈereforｅ，theｓｅｌection of exｔraｃtion a ｇent meｔhｏd iｓvｅry impｏｒtａnｔ．Key wordｓ: ｅxtracｔivｅdistilｌａtion; The baｔｃh exｔraｃtiｖe ｄisｔillａtion; Extrａcｔｉng aｇｅｎt ｓｅｌecｔioｎ萃取精馏作为一种分离络合物、近沸点混合物及其他低相对挥发度混合物技术,在石油化学工业中的1 ，3－丁二烯的分离、芳烃抽提、乙醇/ 水分离、环己烷提纯等过程得到广泛的应用。
第七章特殊精馏-1
特殊精馏方法
恒沸精馏 —— 如果加入的第三组分能和被分离物系中 一个或几个组分形成最低恒沸物时，第三组分以恒沸 物的形式从精馏塔塔顶蒸出。所加入的新组分称为恒 沸剂。
萃取精馏 ——如果加入的第三组分和原物系中各组分
不形成恒沸物，且第三组分比物系中其它组分的沸点 要高，从精馏塔的塔釜引出。所加入的组分称为溶剂
或萃取剂。
恒沸精馏和萃取精馏实质上都是多组分非理想溶液的 精馏，而且是一个多股进料的问题。
第一节 非理想溶液的汽液平衡
气相：工业上进行的特殊精馏过程，一般都是在低压 （<1MPa)下进行的，因此，我们可以把气相看作理想气体 的混合物，遵循道尔顿分压定律。
pi P yi
液相：均为非理想溶液，可采用修正的拉乌尔定律。
2 lg 3 x12 [ A31 2 x3 ( A13 A31 )] x2 [ A32 2 x3 ( A23 A32 )]
1 x1 x2 [ ( A13 A31 A23 A32 A12 A21 ) 2 x3 ( A13 A31 A23 A32 ) ( x1 x2 )( A12 A21 ) (1 2 x3 )C*]
（7-8）
其它组分活度系数的比值亦可用顺序轮 回替换原理求得。
当三个二组分溶液均属非对称性不太大时，可以 用下式表达三组分溶液的活度系数比：
1 , , , lg A12 ( x2 x1 ) x3 ( A13 A23 ) 2
（7-9）
1 A ( A12 A21 ) 2 1 , A13 ( A13 A31 ) 2 1 , A23 ( A23 A32 ) 2
（7-16a）
ji ( g ji gii ) RT ,
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特殊精馏技术及其应用研究进展
张静
（兰州大学化学学院10级在职研究生，甘肃兰州730030）
摘要：本文综述了各种特殊精馏的方法，归纳分析了各种特殊精馏方法的原理及应用研究情况
关键词：特殊精馏；应用；研究进展
混合物的分离是化工生产中的重要过程。
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。
它是通过加热造成气、液两物系，利用物系中各组成部分挥发度不同的特性以实现分离的目的。
按蒸馏方式可将蒸馏分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏。
1. 精馏原理
在连续精馏塔内, 原料液自塔的中部某适当位置连续地加人塔内, 塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝。
冷凝液的一部分作为回流液, 其余作为塔顶产品馏出液连续排出。
加料位置以上部分是精馏段, 此段内上升蒸汽和回流液体之间进行着逆流接触和物质传递, 使易挥发组分不断增浓。
加料位置以下部分是提馏段, 塔底装有再沸器蒸馏釜, 以加热液体产生蒸汽, 蒸汽沿塔上升, 与下降的液体逆流接触并进行物质传递, 使难挥发组分不断富集, 并于塔底连续排出, 作为塔底产品[1]。
2. 特殊精馏概述[1-3]
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或称增强精馏。
3. 特殊精馏的分类及应用
按操作条件可将特殊精馏分为添加剂精馏，复合（或耦合）精馏以及非常规条件下的精馏。
恒沸、萃取、加盐精馏输于添加剂精馏，反应精馏属复合精馏，分子精馏为非常规条件下的精馏。
3.1 恒沸精馏
恒沸精馏是在被分离的二元混合液中加入第三组分,该组分能与原溶液中的一个或者两个组分形成最低恒沸物,从而形成了"恒沸物- 纯组分"的精馏体系,恒沸物从塔顶蒸出,纯组分从塔底排出,这种形式的精馏称为恒沸精馏,其中所添加的第三个组分称为恒沸剂或者夹带
剂。
恒沸精馏主要用于各种有机物的脱水以恒沸精馏主要用于各种有机物的脱水以及醛、酮、有机酸及烃类氧化物等的分离。
关于恒沸精馏的研究很多,近几年的有王训遒报道的加入一种恒沸剂来分离硝基氯苯[4],用恒沸精馏来分离硝基氯苯比普通的精馏所用的能耗低,所需的理论塔板数少,并具有投资小,可连续生产等优点。
恒沸精馏应用最广泛之一的就是从含异丙醇的废水中提取异丙醇。
因为异丙醇与水容易形成恒沸物,因此,不能采用普通精馏法回收高浓度的异丙醇,工业上一般采用二元恒沸精馏和三元非均相恒沸精馏串联工艺,两步精馏能耗都较高。
针对能耗较高的问题,李小保等[5]研究出对二元恒沸精馏,采用动态累积操作;对三元恒沸精馏,宜采用双塔釜交替式操作,这样可在很大的程度上降低能耗。
3. 2 萃取精馏
萃取精馏是在被分离的二元混合液中加入第三组分,若该组分与原溶液中A、B两组分的分子作用力不同,能有选择性地改变A、B 的蒸气压,从而增大它们的相对挥发度,或打破原恒沸体系,使精馏得以进行,这种形式的精馏称为萃取精馏。
其中所添加的第三组分称为萃取剂,它不与其他组分形成恒沸物,且沸点很高,精馏时从塔底排出。
萃取精馏主要用于那些加入添加剂后,因相对挥发度增大所节省的费用,足以补偿添加剂本身及其回收操作所需费用的场合。
萃取精馏最初用于丁烷与丁烯以及丁烯与丁二烯等混合物的分离。
目前,萃取精馏比恒沸精馏更广泛地用于醛、酮、有机酸及其他烃类氧化物等的分离。
萃取精馏有连续萃取精馏和间歇萃取精馏。
目前关于间歇萃取精馏成为研究的热点。
方静[6]等人研究出先加入溶剂的间歇萃取精馏,该精馏方式是在精馏塔釜液接近泡点时,就将溶剂以一定流量连续加入精馏塔,当蒸气上升至塔顶就以一定的回流比采出产品。
先加入溶剂的间歇萃取精馏比常规的间歇精馏具有操作简单,操作时间短,能耗低等优点。
3.3 加盐精馏
加盐精馏是一种采取特殊萃取剂的萃取精馏,用于难分离混合物的分离,如有机溶液:乙醇- 水、丙醇- 水、水- 醋酸等。
因为盐类(氯化钙,醋酸钾)与水有很强的相互作用,加入盐类可使有机物与水的相对挥发度增大,有利于采用精馏方法进行分离。
加盐精馏主要用于制取高浓度的硝酸。
方法是在硝酸的浓缩过程中,加入适量的硝酸镁溶液,使硝酸与水的平衡关系发生明显的变化,挥发能力差异增大。
从而采用精馏方法获取高纯度的硝酸。
加盐精馏也可用于制取高浓度的盐酸。
现在很多研究人员将加盐精馏和萃取精馏结合起来研究,杨金苗[7]将加盐萃取精馏应用在酯水溶液中,她发现盐的加入提高了混合物的分离效果,同时具有较大的节能效果。
3. 4 反应精馏
工业中多数情况下反应和分离这两个单元在不同的设备中单独进行,即在反应器中进行化学反应,在分离设备中实现组分间的分离。
但是随着科技的发展,反应和分离结合在同一个设备中进行的耦合过程已日益引起人们的重视。
这种过程由于反应和分离的耦合作用,使反应和分离效果都得以加强,从而使产品的质量和产量都得到了提高,除此之外它们还具有设备投资少,能耗低等一系列优点。
这种反应和精馏耦合在同一设备中进行的操作,称之为反应精馏。
按照反应中是否使用催化剂可将反应精馏分为催化反应精馏过程和无催化剂的反应精馏过程,催化反应精馏过程按所用催化剂的相态又可分为均相催化反应精馏和非均相催化精馏过程,非均相催化精馏过程即为通常所讲的催化精馏。
反应精馏在石油加工过程中的应用最主要的是MTBE的工业化生产,以及ETBE、TAME、THXME的研究和开发,烷基化等,已有大量的文献和专利报道。
但它更早应用于酯化反应。
此外应用于甲醛的水合、环氧丙烷的水解、苯胺的乙酰化、甲苯的歧化、二甲苯的反应分离、烯烃的分离等等。
用反应精馏法制取醋酸乙酯比用传统的方法制取醋酸乙酯收率高,转化率高[8]。
目前,通过反应精馏进行丁烯异构生产1 - 丁烯工艺已引起了较为广泛的关注和重视,报道的有胡展[9]的丁烯异构反应精馏过程动态模拟。
他用RKS方法和Scatchard - Hildebrand方程计算体系的逸度和活度,用可变阶数的NDFs方法求解全塔的组分物料衡算方程。
结果表明,所建立的模型能很好地反映反应精馏开车过程的动态特性。
3.5 分子精馏
分子精馏是在高真空、冷、热两面相距小于或等于分子平均自由程条件下进行的。
通过二元混合物中两组分以不同速度在液相主体向蒸发界面扩散,自由蒸发奔向冷凝面被冷凝,即完成一级分子精馏过程,实现一次分离。
经过多级的分子精馏,即可使混合物达到规定的分离要求。
分子精馏技术可应用于一些热敏性极强的物料,如二十八烷醇和三十烷醇的分离。
分子精馏技术已广泛应用于工业生产,如天然维生素E的提纯[10]等。
国内对分子精馏技术的研究起步较晚,技术基础比较薄弱,现在还处于消化吸收及小试研究阶段,分子精馏器的设计也是以
模仿国外同类产品为主。
4. 结语
随着生物技术、中药现代化和环境化工等领域的不断发展和兴起,人们对产品纯度的要求越来越高,对蒸馏技术提出了很多新的要求(低能耗、无污染等) 。
人们关注的热点也已转向解决普通精馏过程无法分离的问题,通过特殊精馏手段通过改变物系的性质,使组分得以分离，这种技术势必越来越受到人们的重视。
未来，特殊精馏技术的研究将逐步由宏观向微观、
由整体平均向局部瞬态发展；研究目标将由现象描述向过程机理转移;研究手段也将逐步高技术化,用计算机辅助程序来研究混合物的分离将一直是研究的热点;研究方法也将由传统理论向多学科交叉方面开拓。
参考文献
[1]陈敏恒, 丛德滋, 方图南, 等化工原理(下)[M].北京:化学工业出版社,1999.
[2]大连理工大学. 化工原理[M ]. 北京:高等教育出版社,2002: 1 - 92.
[3]柴诚敬. 化工原理(下册) [M ]. 北京:高等教育出版社,2006: 1 - 53.
[4]王训遒,赵文莲,孙晓波. 恒沸精馏分离硝基氯苯的研究[ J ]. 河南化工, 2002 (12) : 12
- 13.
[5]李小保,叶菊娣. 间歇恒沸精馏分离异丙醇水溶液的节能研究[ J ]. 南京工业大学学报
(自然科学版) , 2008, 30(5) : 58 - 62.
[6]方静,李波,周月莲,李春利. 先加入溶剂的间歇萃取精馏试验研究[ J ]. 河北工业大学
学报, 2009, 38 ( 4) : 11 -14
[7]曹国锋,刘红天. 脱臭馏出物中天然维生素E提取[ J ].粮食与油脂, 2001 (5) : 42 - 43.
[8]赵建国. 反应精馏法实验制取醋酸乙酯[ J ]. 辽宁化工,2009, 38 (8) : 518 - 523.
[9]胡展. 丁烯异构反应精馏过程动态模拟[ J ]. 辽宁化工,2009, 38 (6) : 386 – 388.
[10]杨金苗,李群生. 加盐萃取精馏分离酯水溶液的研究[ J ]. 化工进展, 2005, 24: 121 -
123.。