特殊精馏方法介绍资料

A2 S
A2,S
2
AS ,2
组分 1,2 用脱溶剂浓度表示:
x1
x1
x1 x2
代入(2-156)
x2
x2 x1 x2
ln12/s ln(pp12ss )Ts A12(12x1)(1 xs ) xs (A1s A2s )
(2-162)
ln 12
ln(
p1s
p
s 2
) Ts
A12 (1 2 x1 )
x2
(2-171)
一般:1s , 2s 相当大,所以 sn 0 .
xs
S L
xs
S L
当饱和蒸汽进料时 L L , xs xs
计算步骤: 塔顶1s , 2s ( sn ) D
加料1s ,2s (sn)F
(2-162) (2-171)
sn
S(xs)
(2-169)
(2)理论板简捷计算(N)
假定: 溶剂只改变原料中各组分的 相对挥发度,所以计算方法同 普通精馏.
计算 N: 12 / s , xi
Nm Rm
N
S: sn , xi
S
1. 萃取精馏的操作特点
溶剂ຫໍສະໝຸດ Baidu度 xs 回流比 R
, 12 / s , xs
所以回流比萃取精馏的影响与普通精馏不同,有一最佳值.
1.00
乙醇(1)~水(2)~乙二醇(S)
(2-161)
讨论溶剂S对 1, 2 的影响:
第三项: x (A A )
s 1S
2S
反映了溶剂S对组分1,2不同作用效果.
使 1,2 / s 1 A1s 0 A2s 0
(正偏差) (负偏差或理想溶液)
xs
1,2 / s
第二项:(1 xS ) 1.对 1 (全浓度范围)
1, 2
对这类系统一般 A1,2 0,必须依靠第三项 但由于分子结构相似很难找到合适溶剂。
1,2 / s
(
p1s p2s
)Ts
(
1 2
)s
(2-156)
1,2 / s
溶剂选择性= 1, 2
( 1 2 ) s ( 1 2 )
(2-157)
溶剂的存在使得活度系数发生了变化.
以三元马古斯方程为例:
ln 1 2
A21 (x2
x1 ) x2 (x2
2x1 )(A12
A21 )
3.萃取精馏计算(简捷计算法)
解决:溶剂用量S和理论板计算.
(1)溶剂用量计算(S) 假定:
○
1. xs , xs 恒定
S
V,ys
F
D,XDS
L,xs
2. xDS 0 3. S 是纯溶剂 4.塔内恒摩尔
流.
V , ys
L , xs
○
B
精馏段:
总物料衡算 对溶剂(S)
联例求解:
V+S=L+D
Vys+S=Lxs
(1)利用 S 与组分 1,2 的不同作用使 A1s A2s 0
(2)溶剂的稀释作用,xs 越高效果越好 但生产能力降低,一般 xs=0.6~0.8
2.溶剂的选择
要求:
(1) 溶剂选择性高.
(2)易再生,稳定性好.
(3)价格低,毒性小,无腐蚀性
溶剂选择方法(定性)
1）（Ewell）的液体分类法
S RDxs (1 sn ) D sn xs (1 xs ) 1 (1 sn )xs
(2-169)
提:
S
xs (1 sn )L sn B(1 xs )
(2-170)
其中:
精: 塔顶,进料
sn (sn )D (sn )W
提: 进料,塔底
( sn
)
1s
x1 x1
x2
2s
xD,10.99
R
图(2-25) 回流比对馏出物纯度的影响
2.4.2 恒沸精馏
恒沸精馏: 加 S 12
溶剂和原料中某些组分形成恒沸物
1s 1 或 2s 1
1.相图
三元汽液平衡的相图用正三棱柱表示, 纵轴为温度,底为正三角形表示组成.
上曲面是露点面
T
2）从同系物中选择使溶剂S与塔底组分形成理想溶液 即: A2s 0或 A1s 0
3）从分子结构相似（或极性相似）的概念选择溶剂 常见有机化合物按极性增加的顺序排列为： 烃→醚→醛→酮→醇→二醇→水
4）对于多元系 一般将多元系的问题简化为两个关键组分和溶剂 组成的三元系，在选择溶剂时，同样能得到满意 的结果。
xs[A1s As2 2x1(As1 A1s) xs(A2s As2) C(x2 x1)]
若 r~X 曲线近似对称,即 Ai,j=Aj,i , C=0
A1,2 A2,1 A12
A1,S AS ,1 A1S
A1 2
A1,2
2
A2,1
A1 S
A1,S
2
AS ,1
A2,S AS ,2 A2S
盐精馏
加盐 , AB
2.4.1萃取精馏
问题: 1.原理
○
2.溶剂选择
S
A
3.计算
A+B
○
B+S
1.原理
Ki
i fi0
ˆ
V i
P
1,2
K1 K2
ˆ
V 2
1
f10
ˆ
V 1
2
f
0 2
一般萃取精馏操作压力不高,所以
ˆ Vi 1 , fi0 Pi s
1,2
1 p1s
2
p
s 2
(2-155)
加入溶剂后:
2.4 特殊精馏
对有些需采用特殊精馏的物系通过 改变操作条件和工艺仍可采用普通 精馏.
1.相对挥发度随压力变化比较大. 2.恒沸组成随压力变化. 3.恒沸物是非均相.
特殊精馏
既加入热能又加质量分离 剂的精馏
分类:
萃取精馏 加 S , 使 AB
恒沸精馏 加 S , AS 1, AB
水蒸汽精馏 加水 , Ps 油 T
类型Ⅰ：能形成三维强氢键网络的液体； 类型Ⅱ：同时含有活性氢原子和施主原子（氧、氮
和氟）的分子组成的液体； 类型Ⅲ：分子中仅含施主原子的液体； 类型Ⅳ：分子中仅含活性氢原子的液体，这些分子
中一个碳原子上连接2或3个氯原子，或在 一个碳原子上连接一个氯原子，但在相邻 碳原子上连接一个以上氯原子； 类型Ⅴ: 其它液体，它们没有形成氢键的能力。
ys
Lxs S LDS
(2-164)
相平衡
ys=ksxs yn=knxn
(溶剂) (非溶剂)
相对挥发度 sn ks kn
(2-166)
联例求解:
ys
sn xs ( sn 1)xs
1
(2-167)
结合(2-164)和(2-167) 精:
xs
S
(1 sn ) L
D sn
1 xs
(2-168)
2. 1,2 1 (恒沸点)
例:乙醇-水
A1,2 0
(正偏差)
0.9
x1 0.9 0.5 (恒沸组成)
yi
A12
(1
2x1)(1
x S
)
因为: A1,2 0
xi 0.9
(1 2x1) 0
所以: 12/ s
（起不利作用）
而： (1 xs ) 称为溶剂的稀释作用，削弱不利因素。
溶剂的作用: