特殊精馏技术综述

化工传质课程读书报告题目：特殊蒸馏技术综述

学生姓名

学院名称化工学院

专业化学工程与工艺学号

2013年 12月 20日

目录

一、精馏概述

1.1精馏原理

1.2精馏评价

二、特殊精馏概述

三、特殊精馏的分类及应用

3.1共沸精馏

3.1.1共沸精馏特点

3.1.2共沸精馏分类

3.1.3共沸精馏技术的应用及研究

3.1.4小结

3.2萃取精馏

3.2.1萃取精馏的原理

3.2.2萃取精馏的分类

3.2.3萃取精馏在实际中应用

3.2.4小结

3.3溶盐精馏

3.3.1精馏原理

3.3.2精馏现状

3.3.3小结

3.4热泵精馏

3.4.1热泵精馏技术的应用现状

3.4.2热泵精馏技术在煤焦化精馏的应用及前景

3.4.3小结

3.5超重力催化反映精馏

3.5.1超重力催化反应精馏概述

3.5.2精馏原理

3.5.3超重力催化精馏合成乙酸正丁酯

3.5.4小结

四、总结

一、精馏概述

1.1精馏原理

双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。典型的精馏设备是连续精馏装置（图1），包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。精馏塔供汽液两相接触进行相际传质，位于塔顶的冷凝器使蒸气得到部分冷凝,部分凝液作为回流液返回塔底,其余馏出液是塔顶产品。位于塔底的再沸器使液体部分汽化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。进料加在塔的中部,进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降，进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。在整个精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相，汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系，只要设计和操作得当，馏出液将是高纯度的易挥发组分，塔底产物将是高纯度的难挥发组分。进料口以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为精馏段；进料口以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段。两段操作的结合，使液体混合物中的两个组分较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。当使n组分混合液较完全地分离而取得n个高纯度单组分产品时，须有n-1个塔。

1.2操作评价

评价精馏操作的主要指标是：①产品的纯度。板式塔中的塔板数或填充塔中填料层高度，以及料液加入的位置和回流比等，对产品纯度均有一定影响。调节回流比是精馏塔操作中用来控制产品纯度的主要手段。②组分回收率。这是产品中组分含量与料液中组分含量之比。

③操作总费用。主要包括再沸器的加热费用、冷凝器的冷却费用和精馏设备的折旧费，操作时变动回流比，直接影响前两项费用。此外，即使同样的加热量和冷却量，加热费用和冷却费用还随着沸腾温度和冷凝温度而变化，特别当不使用水蒸气作为加热剂或者不能用空气或冷却水作为冷却剂时，这两项费用将大大增加。选择适当的操作压力，有时可避免使用高温加热剂或低温冷却剂（或冷冻剂），但却增添加压或抽真空的操作费用。

二、特殊精馏概述

在实际化工精馏过程中，当待分离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在经济上是不合理的。因此，通过向体系中加入一种适当的新组分，并且通过其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；亦或是通过改变一些精馏塔内的物理条件，来改变组分之间的相对挥发度，从而使系统变得更易分离，这类既加入能量分离剂又加入质量分离剂，或者是通过极端物理条件达到分离目的的精馏称为特殊精馏或称增强精馏。

三、特殊精馏的分离及应用

按照增强精馏的操作条件，可将特殊精馏分为添加剂精馏和极端条件精馏。根据我所查找到的资料，我将分别叙述添加剂精馏中的共沸精馏和萃取精馏；以及极端条件精馏中的热泵精馏和超重力催化反应精馏。

3.1共沸精馏

3.1.1共沸精馏特点

(1)共沸精馏所用的共沸剂必须与待分离组分的一个或两个形成共沸物，因此可供选择的共沸剂有限。

(2)共沸精馏的共沸剂大都从塔顶蒸出，消耗热能较大，只有当共沸物中共沸剂的含量甚少，与共沸剂形成共沸物的组分在原料中含量也少时，共沸精馏的操作才比较经济。

(3)共沸精馏即可用于连续操作也可用于间歇操作。

(4)在同样压力下操作，共沸精馏的操作温度较低，比其它精馏更适于分离热敏性物料。

3.1.2共沸精馏分类

1、均相共沸精馏

分离二元均相共沸物常用的方法是通过加入一种共沸剂，使其改变原混合物的性质，再进行三元物系的分离。当共沸剂与原溶液中某组分形成二元共沸物时，三元物系的泡点温度面上会出现脊(谷)，致使稳态精馏塔内浓度分布呈复杂状况，精馏产物的分布局限在某一浓度区域内而背离一般的精馏规律，称这种现象为精馏分区。共沸精馏分区特性将成为设计分离流程和确定精馏工艺条件时不可回避的问题。从精馏塔温度分布具有单调性的角度出发，人们曾一度认为泡点温度面上的脊和谷是精馏分区的边界，简单蒸馏的剩余衄线和连续精馏沿塔高的浓度分布曲线均不会通过脊(谷)。仅在近几年，一些研究者才在理解共沸精馏产物分区性质方面做一些工作，但还未见有关浓度分布通过脊(谷)的实验研究报道。

2、非均相共沸精馏

非均相间歇共沸精馏是间歇精馏和共沸精馏的耦合过程，具有设备简单、可单塔分离多组分混合物和通用性强的优点。非均相共沸精馏由于在塔顶有富含共沸剂回流，可以降低回流比，共沸剂的用量远远小于萃取精馏，同时还可能完成在萃取精馏中不能完成的分离任务。非均相共沸精馏的主要设备是精馏塔、塔顶冷凝器和分相器。共沸物可以在分相器中分为两个不互溶的液层：富含共沸剂的液层回流；另一液层采出，从而以很经济的方式实现了共沸物的分离。与均相共沸精馏相比，非均相间歇共沸精馏在分相器中实现液液分层，可以减小共沸剂回收塔的工作，特殊情况下还可实现单塔操作。与连续非均相共沸精馏比较，它具有比较灵活的回流比操作策略，具有更大的操作弹性。但是，由于各参数随时间变化和液液平