精馏基本原理

精馏基本原理
一、精馏的基本原理是什么？
精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。

二、什么是挥发度？简述挥发度与沸点之间的关系。

挥发度就是表示物质挥发的难易程度。

在液体混合物中，挥发度大的物质沸点低，我们称之为易挥发组份（轻组份）；挥发度小的们称之为难挥发组份（重组份）。

例：V AC的沸点为73o C,HAC的沸点为118o C，V AC比HAC的挥发度打，在其混合液中，我们称V AC为易挥发组份，HAC为难挥发组份。

三、蒸馏的方法有哪几种？
蒸馏有简单蒸馏、精馏、特殊精馏三种。

简单蒸馏就是在蒸馏釜中装入一定量的混合液，在一定压力下，利用间接饱和水蒸气加热到沸腾，使混合液的易挥发组分得以部分汽化的过程。

简单蒸馏只能使混合液部分分离，在工业生产中一般用于混合液的初步分离（粗分离），或用来除去混合液中不挥发的物质。

如E055727、E055729就属于简单蒸馏。

采用简单蒸馏分离混合液，只能使混合液得到部分分离，若要求得到高纯度的产品，则必须采用多次部分汽化和多次部分冷凝，即精馏方法。

特殊精馏方法包括恒沸精馏和萃取精馏。

四、什么情况下需采用特殊精馏方法？
一种情况是当溶液中待分离的两个组份挥发度相差很小，若采用一般精馏方法需要很多塔板，在经济上不合算；另一种情况是待分离的溶液为具有恒沸物的溶液，不能采用一般精馏方法进行分离。

五、什么是恒沸精馏？
在被分离的恒沸液中加入第三组份，该组份与原料液中的一个或两个组份形成新的恒沸液，从而使原混合液能够利用一般精馏方法进行分离。

六、恒沸精馏中分离剂的选择原则是什么？
1、选择的分离剂与元混合液中某些组份所形成的新的恒沸物的沸点，与其他组份的沸点相差愈大愈利于分离；
2、要求分离剂无毒、无腐蚀，易于分离回收，并廉价易得。

七、什么是萃取精馏？
在被分离的混合液中加入第三组份萃取剂，使之与混合液中的某一组份形成沸点较高的溶液，从而加大了被分离组份间的相对挥发度，使混合液易于用一般精馏方法分离。

八、萃取剂的选择原则是什么？
1、选择的萃取剂要能改变被分离组份的相对挥发度；
2、萃取剂要比原混合液中任一组份的沸点都要高，并且不与原混合液形成恒沸物；
3、萃取剂无毒、无腐蚀、热稳定性好以及廉价易得。

九、什么是液-液萃取？在什么情况下宜采用液-液萃取？
液-液萃取是利用流体混合物中各组份在所选溶剂中溶解度的不同而将各组分得以分离的操作过程。

所选的溶剂称为萃取剂。

对于液体混合物的分离通常在下列情况下，宜选用液-液萃取：
1、当混合液中各组份的沸点很接近，或形成恒沸混合液，用一般精馏方法操作费用高，不经济或不能分离时；
2、对热敏性混合液的分离，用蒸馏方法容易受热分解，聚合或发生其他化学变化时；
3、需要分离的组份浓度很低，用蒸馏方法所消耗的的热量很大。

十、在液-液萃取中，对所选的萃取剂有何要求？
1、萃取剂与被分离的混合液只能部分互溶，不能完全互溶，达到平衡时仍然保持着两个不同的液相；
2、个组份在溶剂中具有不同的溶解度。

十一、在精馏操作过程中，较易发生的不正常现象有哪些?
1、液泛现象：在精馏塔的操作过程中，上一层塔板的液体通过降液管下降至下一层塔板，下降时，由于要克服流体流动的各种阻力，必然要在降液管中保持一定的泡沫液层高度，当上升的气量或下降的液体量增大时，会使液层高度上升，当其达到溢流堰顶缘时，塔板上开始积液。

随着积液不断地上升，塔板压降愈来愈大，上层塔板的液
体就很难由降液管流至下一层塔板，这种现象开始时称之为降液管液泛，进一步增大气速和液速则泡沫液层将充满整个塔板空间，操作完全被破坏，即形成了液泛。

2、漏液现象：当塔内上升气速过小，气体速度的压力不足以顶住板上液体由阀孔下漏的现象称之为漏液。

3、雾沫夹带现象：当下一层塔板的气体进入上层塔板的液层时，势必将部分液体分散成微粒（即雾沫），气体夹带这些微滴在板间上升，如微滴来不及沉降分离，则将随气液进入上层塔板，这种现象称之为雾沫夹带。

少量的雾沫夹带很难避免，过量的雾沫夹带会使塔的分离效率明显降低。

十二、影响精馏操作的主要因素有哪些？
1、塔压波动的影响；
2、加料量的影响；
3、加料组成的影响；
4、进料温度的影响；
5、回流量的影响；
6、塔内上升蒸气量的影响；
7、冷剂量的影响；
8、设备状况的影响。

十三、什么是回流和回流比？
回流是指塔顶馏出液的一部分，定量的、连续不断地反之塔顶，从上之下流经各层塔板，从而使低沸物不断汽化，从塔顶蒸出，高沸物不断冷凝而流至塔釜。

回流比：是指回流液体量与馏出产品量的比值。

即：
流出量
回流量回流比 十四、什么是全回流？在何种情况要采用全回流？
塔顶上升蒸汽经过冷凝器冷凝后，冷凝液全部引回塔顶作回流，
这种操作称为全回流。

全回流时，为了维持物料平衡，不应加料，塔底也不出料，全塔无精馏段与提馏段之分。

此时，塔的分离效果最佳，但无产品产出。

所以，全回流只在刚开车或者不正常时使用。

十五、结合精馏原理叙述精馏塔内的气液分离过程。

物料进入塔内以后，经加热变为汽、液相。

汽相向上每经过一层塔板，其中难挥发组份就发生一次部分冷凝，经过多块塔板后，就发上了多次的部分冷凝，随着汽相的上升，其中易挥发组份的含量越来越高，最终在塔顶可以得到高纯度的易挥发组份。

而液相向下每经过一层塔板，其中的易挥发组份就会发生一次部分汽化，经过多块塔板后，液相就会发生多次部分汽化，故液相在其下降的过程中，难挥发组份含量越来越高，最终从塔釜可得到高纯度的难挥发组份。

十六、在精馏操作中为什么要保持压力的稳定？
因为压力与物质的沸点有密切的关系，压力愈大，沸点越高。

在精馏操作中，溶液的汽化温度温度愈高，因而组分的相对挥发度减小，致使分离困难。

在一定压力下混合物各组份有一定的沸点。

只有塔压稳定才能用温度作为衡量产品组成的间接标准，塔压不稳，将改变物料的汽液平衡，使塔处于不良操作状态。

另外，塔压的波动会破坏温度与组成的对应关系，使塔的温度调节系统不能发挥应有的作用。

所以塔压的稳定是很重要的。

十七、塔内蒸汽速度和加热量对精馏操作有何影响？
增加再沸器的蒸汽通入量，会使物料蒸汽量增加，加大了上升气
体的速度，过大的蒸汽速度会造成塔板上的雾沫夹带增加，并减少了汽液接触时间，使塔板的分离效率下降。

但若蒸汽速度过小，会造成塔板漏液，影响汽液两项的传质传热，不利于分离，故在精馏操作中应选择合适的蒸汽速度。

十八、加料组成的变化对精馏操作有何影响？
加料组成改变过大，会使原设计的加料板位置、精馏段、提留段的塔板数、回流比等参数不适宜改变后的要求，造成塔顶或塔底产品不合格。

当进料中轻组份含量增加，会使塔各部温度下降；反之，若进料中重组份含量增加，则会使塔内各部分的温度上升。

为了克服这种变化带来的影响，在精馏塔的操作中常采用的调节方法有：
1、中温调节。

当进料中轻组份含量高时，可以适当提一点中温，
以避免轻组份落入塔釜。

当重组份增加时，可适当降低中温，
以免重组份从塔顶蒸出。

2、改变加料口位置。

轻组份增加可上移加料口，以增加提留段
的塔板数，避免轻组份带入塔底。

反之，重组份增加则应下
移加料口，以增加精馏段的塔板数，避免将其从塔顶蒸出，
使馏出产品不合格。