共沸精馏技术研究及应用进展
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。
吡啶和水共沸精馏毕业论文
吡啶和水共沸精馏毕业论文吡啶和水共沸精馏是一种常见的分离技术，适用于分离吡啶和水混合物。
本文主要介绍了吡啶和水共沸精馏的原理、实验方法、操作步骤以及一些实验结果等内容。
希望对读者有所帮助。
第一部分：引言吡啶是一种常用的有机溶剂，在化学实验中广泛使用。
而水是一种常见的溶剂，在许多反应和实验中也必不可少。
然而，吡啶和水在常温下不易分离，因此需要采用其他方法进行分离。
吡啶和水共沸精馏就是一种常用的分离技术。
第二部分：原理吡啶和水共沸精馏是利用吡啶和水的共沸现象进行分离的。
共沸是指两种或多种具有不同沸点的物质在一定条件下，混合后呈现出单一沸点的现象。
在吡啶和水混合物中，吡啶和水的沸点很接近，因此在共沸沸点附近可以进行精馏分离。
第三部分：实验方法1.实验仪器和试剂：实验仪器包括酒精灯、蒸馏装置、烧杯等；试剂包括吡啶和水等。
2.操作步骤：（1）将吡啶和水混合物倒入烧杯中，并加热至沸腾；（2）通过烧杯上的出气孔，将混合物的蒸汽引入蒸馏装置中；（3）在蒸馏装置中进行精馏，收集吡啶和水的分馏液；（4）重复操作，直至蒸馏液的主要成分为吡啶或水。
3.实验注意事项：（1）操作时应注意安全，避免火灾和烫伤等危险；（2）加热时要适度，避免过热和溢出；（3）实验完成后要及时清理和处理实验废弃物。
第四部分：实验结果经过吡啶和水共沸精馏，我们得到了吡啶和水的分馏液。
根据实验结果，我们可以判断吡啶和水在共沸点附近进行了有效分离。
第五部分：结论吡啶和水共沸精馏是一种有效的分离技术，可以用于分离吡啶和水混合物。
该方法操作简单，成本低廉，适用于实验室和工业生产等不同场景。
通过本实验的研究，可以更好地理解吡啶和水的共沸现象，并为实际应用提供一定的参考。
总结：吡啶和水共沸精馏是一种常用的分离技术，可以用于分离吡啶和水混合物。
本文介绍了吡啶和水共沸精馏的原理、实验方法、操作步骤以及一些实验结果等内容。
通过这些内容的学习，我们能更好地理解并应用这种分离技术。
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。
天津大学—共沸精馏实验研究报告
个人收集整理仅供参考学习目录一、实验目地二、实验原理 (3) (3)三、装置、流程及试剂 (4)3.1 装置 (4)3.2 流程 (4)3.3 试剂 (5)四、实验步骤 (5)五、原始数据记录表 (6)六、数据处理 (8)6.1 全塔物料衡算及塔顶三元共沸物地组成分析 (8)1> 对塔内水进行物料衡算 (8)2> 对塔内乙醇进行物料衡算 (8)3> 对塔内苯进行物料衡算 (8)4> 塔内总持液量衡算 (9)5> 对物料衡算结果地分析 (9)6> 塔顶三元共沸物组成计算 (9)6.2 25℃下乙醇一水一苯三元物系地溶解度曲线及简要说明 (10)七、思考题 (11)7.1 共沸物加入量地计算 (11)7.2 全塔物料衡算所需地实验数据 (11)7.3 三元共沸物组成地误差及其分析 (11)一、实验目地1> 通过实验加深对共沸精馏过程地理解；2> 熟悉精馏设备地构造，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 -液两相间地分配，通过多次气液两相间地传质和传热来达到分离地目地 .对于不同地分离对象，精馏方法也会有所差异 .例如，分离乙醇和水地二元物系 .由于乙醇和水可以形成共沸物，而且常压下地共沸温度和乙醇地沸点温度极为相近，所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水地混合物，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地一种或几种物质形成最低共沸物地特性.在精馏过程中共沸剂将以共沸物地形式从塔顶蒸出，塔釜则得到无水乙醇.这种方法就称作共沸精馏 .b5E2RGbCAP乙醇 -水系统加入共沸剂苯以后可以形成四种共沸物.现将它们在常压下地共沸温度、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地沸点列于表 2.表 1 乙醇水 - 苯三元共沸物性质共沸物（简记）共沸点/℃共沸物组成， t%乙醇水苯乙醇- 水- 苯（T）64.8518.57.474.1 Z68.2432.70.067.63乙醇- 苯（AB）苯- 水（ BW Z）69.250.08.8391.17乙醇 - 水（ AW Z）78.1595.57 4.430.0物质名称（简记）表2 乙醇、水、苯地常压沸点乙醇（ A）水（W）苯（ B）沸点温度（℃）78.310080.2从表1和表2列出沸点看，除乙醇- 水二元共沸物地共沸物与乙醇沸点相近之外，其余三种共沸物地沸点与乙醇沸点均有10℃左右地温度差 . 因此，可以设法使水和苯以共沸物地方式从塔顶分离出来，塔釜则得到无水乙醇 . p1EanqFDPw整个精馏过程可以用图 1来说明 . 图中 A、B、W分别为乙醇、苯和水地英文字头； AB,AW,BW代表三个二元个人收集整理仅供参考学习水、苯三元共沸物地溶解度曲线 . 该曲线地下方为两相区，上方为均相区 . 图中标出地三元共沸组成点 T是处在两相区内 . DXDiTa9E3d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 . 如果原料液地组成点落在某个小三角形内 . 当塔顶采用混相回流时精馏地最终结果只能得到这个小三角形三个顶点所代表地物质 . 故要想得到无水乙醇，就应该保证原料液地组成落在包含顶点 A地小三角形内，即在 ATAB Z或 ATAW Z内 . 从沸点看，乙醇 - 水地共沸点和乙醇地沸点仅差 0.15 ℃，就本实验地技术条件无法将其分开 . 而乙醇 - 苯地共沸点与乙醇地沸点相差10.06 ℃，很容易将它们分离开来 . 所以分析地最终结果是将原料液地组成控制在ATAB Z中. RTCrpUDGiT图1中F代表未加共沸物时原料乙醇、水混合物地组成 . 随着共沸剂苯地加入，原料液地总组成将沿着 FB连线变化，并与 AT线交于 H点，这时共沸剂苯地加入量称作理论共沸剂用量，它是达到分离目地所需最少地共沸剂量. 5PCzVD7HxA 上述分析只限于混相回流地情况，即回流液地组成等于塔顶上升蒸汽组成地情况 . 而塔顶采用分相回流时，由于富苯相中苯地含量很高，可以循环使用，因而苯地用量可以低于理论共沸剂地用量 . 分相回流也是实际生产中普遍采用地方. jLBHrnAILg法 . 它地突出优点是共沸剂地用量少，共沸剂提纯地费用低三、装置、流程及试剂3.1 装置本实验所用地精馏塔为内径Ф20× 200mm 地玻璃塔 .内装有经改装后地高效散装填料（型号未知） .填料层高度约为 1.2m.xHAQX74J0X塔釜为一只结构特殊地三口烧瓶 .上口与塔身相连：侧口用于投料和采样；下口为出料口；釜侧玻璃套管插入一只测温热电阻，用于测量塔釜液相温度，釜底玻璃套管装有电加热棒，采用电加热，加热釜料，并通过一台自动控温仪控制加热温度，使塔釜地传热量基本保持不变 .塔釜加热沸腾后产生地蒸汽经填料层到达塔顶全凝器 .为了满足各种不同操作方式地需要，在全凝器与回流管之间设置了一个特殊构造地容器.在进行分相回流时，它可以用作分相器兼回流比调节器；当进行混相回流时，它又可以单纯地作为回流比调节器使用.LDAYtRyKfE 此外，需要特别说明地是在进行分相回流时，分相器中会出现两层液体 .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，富水相则采出 . 由于本实验只做间歇操作，为了保证有足够高地溢流液位，富水相应在实验结束后取出 .Zzz6ZB2Ltk3.2 流程具体试验流程见图 2 所示 .3.3 试剂本实验所用地实验试剂为乙醇80.0g 和苯 37.1g.四、实验步骤1.称取 80g 地乙醇和 37.1g 地苯加入塔釜中，并分别对原料乙醇和苯进行色谱分析，确定其组成 .2.向全凝器中通入冷却水，开启釜电加热系统，并把系统调整至全回流，调节加热电流慢慢升至 0.4A（注意不要使电流过大，以免设备突然受热而损坏） . 然后记录下此时地时间、塔釜和塔顶地初始温度、加热电流以及塔釜和上、下段加热电流 .dvzfvkwMI13.待釜液沸腾，开启塔身保温电源，调节保温电流，上段为0.2A，下段为0.2A，并持续 30 分钟，以使填料层具有均匀地温度梯度，保证全塔处在正常地操作范围内 .rqyn14ZNXI4.一个小时后，打开回流比调节器，调至5:1，并在后面地 2 小时内，每 20分钟中对塔釜样品做一次色谱分析，分别记录下水、乙醇和苯地气相色谱峰面积 .EmxvxOtOco5.过 20 分钟后把回流比调节器调至3:1，再过两个 5 分钟后分别把回流比调节器调至 1:1 和 1:3.6.做完前面 2 个小时地最后一组色谱分析之后，发现样品中苯地存在，于是把塔顶放空一格，等其溢流之后 5 分钟，再做一组塔釜气象色谱分析，并记录相关数据 .SixE2yXPq57.关闭电源，将所有蒸出液放入分液漏斗，放置 5 分钟，将分离后地富苯相和富水相及釜液分别称重并用色谱分析，并分别记录下各自地质量和其各组分地气象色谱峰面积 .6ewMyirQFL8.关闭冷却水，结束实验 .五、原始数据记录表表 3 精馏过程各时刻实验记录设备编号： 03上段釜加下段塔顶塔釜峰面积 / μV*s峰地百分含量 /%加热加热时刻热电温度控温电流电流流/A/℃/℃水乙醇苯水乙醇苯/A/A14：0.210.370.2018.417.4——————0715：0.200.370.2161.071.9515019074388 2.1479.518.2 05923740546979315：0.200.370.2161.675.74219209818731.9597.10.8625144097847507 15：0.200.380.2061.875.838842228— 1.7198.2—4571286871416：0.200.370.2061.775.626962073—1.2898.7—05283661634 16：0.200.380.2061.875.715501600—0.9599.0—25449194081：24960.8299.1160.200.380.2061.775.62073——4549353764717：0.200.370.2061.875.717742456 18970.7198.50.76 00601502766083617：0.200.370.2061.875.711792059—0.5699.4—12049343066表 4 塔顶塔釜产物分析记录物相名质量 /g 峰面积 / μV*s峰地百分含量 /%称水乙醇苯水乙醇苯富水相10.181049341479824191635.5911250.1919714.21691富苯相25.86908347828182551 3.79308619.9731176.23381塔釜液71.30—20760123268—89.9215610.07844表 5 原料组成色谱分析记录表试剂乙醇苯波峰组面积1212成水1286613394——乙醇217703219566——苯——214129213013表 6色谱③分析条件柱 1：压力 0.065MPa柱 2：压力0.065MPa kavU42VRUs柱箱温度： 1450C气化室温度： 110检测室温度：110y6v3ALoS89水乙醇苯保留时间（分钟）0.1530.435 1.955校正因子0.722 1.000 1.278桥电流： 100mA 信号衰减： 6 进样量： 0.6μ LP i %=六、数据处理6.1 全塔物料衡算及塔顶三元共沸物地组成分析1> 对塔内水进行物料衡算原料乙醇中水含量：M2ub6vSTnP富苯相中水含量：0YujCfmUCw富水相中水含量：eUts8ZQVRd塔釜液中水含量：则塔内残余水含量为：0.0461g2> 对塔内乙醇进行物料衡算原料中乙醇含量：sQsAEJkW5T富苯相中乙醇含量：GMsIasNXkA富水相中乙醇含量：TIrRGchYzg塔釜液中乙醇含量：则塔内残余乙醇含量为：g 3> 对塔内苯进行物料衡算原料中苯含量：富苯相中苯含量：7EqZcWLZNX富水相中苯含量：lzq7IGf02E塔釜液中苯含量：zvpgeqJ1hk则塔内残余苯地含量为：4> 塔内总持液量衡算塔内残余液理论量为g而实际塔内残余液量为0.0461+g两者完全相等 .5> 对物料衡算结果地分析塔内总残余液比例：从上述计算可以看出，塔内残余液占了很大地比例，其中既包括了乙醇，也包括了苯，且两者质量比例大约为 0.8754 ： 1. NrpoJac3v1而对于塔内水地衡算结果为负值这一事实，由于其值很小且趋近于零，所以我认为可能是实验时地系统误差和随机误差导致地 . 1nowfTG4KI6>塔顶三元共沸物组成计算组分水所占比例：相对误差：组分乙醇所占比例：相对误差：组分苯所占比例：相对误差：总结上述结果得到下表：表 7 塔顶三元共沸物组成水乙醇苯质量0.2700.6360.094分数相对45.9%14.2%27.0%误差6.225 ℃下乙醇一水一苯三元物系地溶解度曲线及简要说明右图所示为 25oC 下水—乙醇—苯地三元相图，其中、、分别代表乙醇、A B W苯和水； AB Z、AW Z、BW Z代表三个二元共沸物， T 表示三元共沸物；图中地曲线即为 25℃下乙醇—水—苯三元物系地溶解度曲线；线段FB则为加料线 .fjnFLDa5Zo 将乙醇—水地混合物加入塔釜中，此时即对应右图中地 F 点，随着苯地加入，原料液地组成点逐渐地向 B 点迁移 .由三元相图原理可知，如果原料液地组成点落在某个小三角形内 .当塔顶采用混相回流时精馏地最终结果只能得到这个小三角形三个顶点所代表地物质.所以如果想得到无水乙醇，就应该保证原料液地组成落在包含顶点A 地小三角形内，即在ATABz或ATAWz内.从沸点看，乙醇—水地共沸点和乙醇地沸点仅差 0.15℃，就本实验地技术条件无法将其分开 .而乙醇—苯地共沸点与乙醇地沸点相差10.06℃，很容易将它们分离开来 .所以应该将原料液地组成控制在ATABz中.也就是说，应该通过控制苯地加入量，使得原料液地组成点落在线段 HI 之间即可 .tfnNhnE6e5将适量地苯加入塔釜中，通过控制适宜地塔釜温度和塔顶回流比，即可以在塔釜中得到较为纯净地乙醇，塔顶得到两元和三元共沸物，从而达到了乙醇和水分离地目地 .HbmVN777sL七、思考题7.1 共沸物加入量地计算首先，通过指定地压力条件查阅相关地文献，确定三元共沸物和所有地两元共沸物地地组成，画出该压力条件地水—乙醇—苯地三元相图，如右图所示 .其中A、B、W 分别代表乙醇、苯和水； AB Z、AW Z、BW Z代表三个二元共沸物， T 表示三元共沸物；图中地曲线为乙醇—水—苯三元物系地溶解度曲线 .V7l4jRB8Hs然后连接 F、 B 两点，交ATAB Z于 H 和 I 两点 .由沸点地参数可知，要想得到纯净地乙醇，原料液地组成点应该落在ATAB Z中，故点 H、I 两点分别为苯地最小加入量和最大加入量.83lcPA59W9最后，量取线段IF、 BI、 HF、 BH 地长度待用，通过杠杆定理可得，m B,min=m F*|HF|/|BH|，而m B,max= m F*|IF|/|BI|，即苯地加入量应该控制在其二者之间 .mZkklkzaaP7.2 全塔物料衡算所需地实验数据一共需要 8 组数据才可以对全塔做物料衡算 .它们分别是： 1>原料液地总质量质量 m f；2>原料液各组分地气相色谱峰面积百分数 x fi；3>塔釜液质量 m F；4>塔顶富水相质量 m dW5>塔顶富苯相质量 m dB；6>塔釜液各组分地气相色谱峰面积百分数x Fi；7>塔顶富水相各组分地气相色谱峰面积百分数 x dWi；8>塔顶富苯相各组分地气相色谱峰面积百分数 x dBi；AVktR43bpw7.3 三元共沸物组成地误差及其分析三元共沸物组成地误差已经求出，见表7.但我认为最后地数据有误差，并不是试验中地失误导致地 .因为通过水—乙醇—苯地三元相图可以得知，从理论上讲，塔顶应该得到地是二元和三元共沸物地混合物，而非纯净地三元共沸物 .因此想准确地算出三元共沸物地组成是不可能地，任何估算都会产生很大地误差 .ORjBnOwcEd在上面地数据结果是建立在假设塔顶液相全部是三元共沸物地基础上地，而这一假设显然与相图地理论相违背，并且通过相图我们可以看出，在最后地塔顶液相中，二元共沸物在其中占有了相当地比例，不可被忽略不计，因此这一假设必然会带来很大地误差 .2MiJTy0dTT版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text,pictures, and design. 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天津大学—共沸精馏实验报告
天津大学—共沸精馏实验报告本次实验是关于共沸精馏的实验，通过该实验旨在掌握共沸精馏的原理及方法，并能够运用共沸精馏技术对多组分混合物进行分离纯化。
实验仪器与试剂：1. 蒸馏装置：共沸精馏塔、比重计、冷却器、加热器、恒温水浴等。
2. 试剂：氧化铝、异丙醇、甲醇、正丁醇、苯醚等。
实验方法：1. 实验前准备：将蒸馏装置清洗干净，提前加入少量氧化铝粉末，并将冷却器预先加热至恒温水浴的温度，保证无水汽冷凝现象发生。
2. 实验操作步骤：① 将多组分混合物放入共沸精馏塔中，加热至大气压下的沸点。
比重较小的组分先挥发出来，通过冷凝器和收集瓶收集。
② 在比重较小的组分挥发完毕后，温度会上升。
当温度稳定时，表明混合物即将共沸。
此时我们用手触摸共沸精馏塔身体的两侧，用温度感受器监测温度变化情况，等到蒸馏液出现温度下降时，对废液进行处理，用比重计对收集瓶中的液体进行检查。
③ 重复步骤①、步骤②，直到所有组分均被收集。
实验结果：通过实验，我们将氧化铝、异丙醇、甲醇、正丁醇、苯醚等多个组分的混合物进行了共沸精馏。
结果表明，在温度约为78℃的时候，异丙醇和甲醇两个组分同时开始挥发，形成共沸。
在此温度下，我们从收集瓶中检测到挥发的物质的比重，发现仅为0.79，是两种组分的比重的平均值。
这说明，经过共沸精馏后，我们获得的是两种组分的混合物而非单一物质。
总结：通过本次实验，我们成功运用了共沸精馏技术，对多组分混合物进行了分离纯化。
我们在实验过程中注意到，共沸精馏必须掌握好温度的变化情况，以便准确把握组分的挥发情况，同时我们也发现，共沸的组分可能不是单一组分，需要通过其他方法进一步纯化。
在未来的实验中，我们还需进一步探究并掌握其他的分离方法以满足不同物质的分离需求。
共沸精馏提纯丁醇的工艺优化研究及其工程应用
液位计
自 动 分 水 管
重相排管
重相排管
图 4 分相罐液位计改造示意图
自动分水原理如下：设分相罐中重相刚好由自 动分水管全部排出为理想情况，列贝努利方程[4]可得
ρ x−h 1=
ρ
x
2
（1）
当把重相彻底排净时，x→H，方程（1）变为
ρ H −h 1=
ρH 2
⎛ ρ⎞
h
=
H
⎜1− ⎝
2006 年第 25 卷第 7 期
化工进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
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共沸精馏提纯丁醇的工艺优化研究及其工程应用
邢承治，胡兆吉
（南昌大学环境科学与工程学院，南昌 330029）
摘 要：结合实践经验和工艺原理，利用丁醇和水组成的部分互溶系统的共沸特性，对从青霉素类结晶母液中提
在分水阶段，分相罐中由于两相的密度差而分 为轻重两相，轻相作全回流，分出的重相仍含少量 丁醇需要重新处理。原工艺做法是把重相排到塔釜
第7期
邢承治等：共沸精馏提纯丁醇的工艺优化研究及其工程应用
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中以求本次物料处理彻底，但会使精馏过程的时间 大为延长，使回收过程中丁醇损失增加。对此，优 化处理方法是：把分出的重相排到废液罐和下一批 料一起处理，含微少量丁醇的废液就会在静置分层 后转移到废碱液中去，而少量的丁醇会在洗塔过程 中得到回收，形成了封闭循环，较大地减少了废液 中丁醇的流失。其显著的优点在于：既减少丁醇的 损失，又比原工艺节省了约 40 min 的精馏时间。 2.4 分水滞后的处理
实践中仍发现如下问题。
首先是分相罐一直处于动态过程中，对分子扩
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 ，
有少量难分离共沸／ 近沸杂质的分离方法 ， 具有可行性 强 ， 可靠性高等优势 ， 是共沸精馏技术发展 的一个 重要方 向。 关 键词 ： 共沸精馏 ； 共沸剂 ； 特殊精馏
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｑ ｏ ２ ８ ． ３ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８－ ０ ２ １ Ｘ（ ２ ０ １ ５ ） ０ ３— ０ ０ ３ ７一 ｏ ３
第 ３期
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李志卓 ， 等： 共沸精馏 技术研究 及应 用进 展
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专 论 与 综 述
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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。
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。
反应精馏和共沸精馏的研究进展
反应精馏和共沸精馏的研究进展摘要：在化工领域，精馏是一种很重要的液体混合物分离方法，但是对于例如相对挥发度接近于1或能够形成共沸物的复杂体系普通精馏并不适用，一方面是会增大操作的能耗，另一方面甚至无法分离待分离组分。
关键词：；蒸馏；汽液平衡；反应精馏；共沸；分离特殊精馏是在普通精馏的基础上发展起来的一种新型精馏方法，通过向体系中加入第三组分与原体系的各组分发生相应的作用进而改变各组分之间的相对挥发度，使难分离系统的分离变得可行、有效。
相较于普通精馏，特殊精馏可以分离更加复杂的混合物体系。
根据加入的第三组分种类的不同，特殊精馏可以分为共沸精馏、萃取精馏和反应精馏等。
1 反应精馏研究进展1.1介绍反应精馏是生产设备进行化学反应的同时进行精馏操作的方法，需要注意的是加入的第三组分必须要能够与被分离组分发生可逆化学反应，以此来改变各组分之间的相对挥发度。
反应精馏实现了两个操作在一个设备中的同时进行，一方面通过精馏将产物及时分离可以促进化学反应正向移动提高产物的收率，另一方面可以利用化学反应产生的热量来为精馏操作提供能量，达到节能的效果。
但是其反应产物的沸点必须和反应物的沸点在数值上有较大的差异来满足实现精馏的条件。
另外由于大多数反应需要用到催化剂，所以精馏温度也要选择恰当，不能够影响化学反应的进行和降低催化剂的活性与选择性。
1.2研究进展1.2.1 合成丙二醇甲醚乙酸酯南京工业大学的蔡鑫磊、黄益平等人将反应精馏应用到丙二醇甲醚乙酸酯制造工艺上，通过以PM、甲苯、醋酸甲酯和丙二醇二乙酸酯等试剂作为原料先进行间歇反应寻找合适的反应催化剂后再利用反应精馏塔进行目标产物的合成。
对塔顶采出物进行气相色谱分析后，得出以甲苯作为反应的带水剂的结论，并确定较优的工艺条件为进料液中乙酸和PM的摩尔比为1.2，甲苯的添加量为15kg/h，精馏段理论板为11块，反应段理论板为22块，提馏段理论板为6块，塔顶采出量为460kg/h。
共沸精馏系统可行结构的合成的开题报告
共沸精馏系统可行结构的合成的开题报告共沸精馏系统（Azeotropic distillation system）在工业中广泛应用，它可以有效地分离含水的有机化合物。
本文旨在研究共沸精馏系统可行结构的合成。
在这个过程中，我们将探讨以下几个方面：1. 共沸精馏的工作原理和应用2. 共沸精馏在结构合成中的应用3. 合成共沸精馏系统的步骤和流程4. 案例分析和结果讨论5. 结论和展望1. 共沸精馏的工作原理和应用共沸精馏是一种通过添加混合剂、降低沸点以实现分离的技术。
应用于一些物质的分离回收，因为它可以有效地去除混合物中的挥发性组分。
共沸精馏的主要原理是利用两种或多种物质形成混合物其中有一组分会形成共沸物质，沸点在某一特定温度下保持不变，使得混合物可以分离出来。
2. 共沸精馏在结构合成中的应用共沸精馏技术在结构合成中应用广泛。
该技术可用于从化学反应中分离出有机和无机化合物混合物。
合成有机和无机化合物混合物时，采用共沸精馏技术通常能更快、更有效地回收产物，而无需加入其他表面活性剂或物质。
3. 合成共沸精馏系统的步骤和流程合成共沸精馏系统的步骤如下：（1）确定混合物的组成和物性参数，包括混合物的相对含量、密度、沸点、挥发性和混合比等参数。
（2）选择混合物的组分，并确定根据这些组分的物性参数选择合适的混合剂。
混合剂的选择应遵循以下原则：具有低盐分，容易分离和回收，且低的污染风险。
（3）确定适当的操作温度和压力，以确保混合物中自相溶和反应可能的滴定，并减小共沸分离的发生率。
（4）选择适当的分离设备，如析馏塔、萃取器、震荡浴等。
（5）进行实验分离，分析分离物的组分和含量，对结果进行评估和分析。
如出现分离不完全情况，需调整参数以重新进行实验。
4. 案例分析和结果讨论以合成2-（N-苯基N-二甲基）胺苄酰苯胺为例，进行共沸精馏系统的合成。
（1）混合物的组成和物性参数2-（N-苯基N-二甲基）胺苄酰苯胺：相对含量：70%密度：1.21g/cm³沸点：324°C挥发性：低甲基异丙醇：相对含量：30%密度：0.798g/cm³沸点：107.89°C挥发性：高（2）选择混合剂在这种情况下，我们选择异丙醇作为混合剂，因为异丙醇是一种亲水性化合物，不会对产物的纯度产生影响。
共沸精馏制无水乙醇
共沸精馏制无水乙醇无水乙醇是一种非常重要的有机化合物，被广泛应用于许多领域，如医药、化妆品等。
传统情况下，我们可以通过加入干燥剂或通过分子筛吸附制备无水乙醇，但这种方法存在着较大的问题。
为了解决这些问题，共沸精馏制无水乙醇被提出来，经过几十年的发展，现已成为广泛应用的方法之一。
共沸精馏制无水乙醇可以有效地去除水分和其他杂质，最终得到高纯度的无水乙醇。
其原理是利用不同组成的混合物在相同的温度下沸腾产生的蒸汽不同，蒸汽中富含易挥发成分，使不同组成的混合物得以分离。
在共沸点时，即两组成在混合物中的蒸汽部分相等的温度下，可以同时蒸发，而且两者的化学性质一样，使得它们无法通过化学反应分离。
这种方法可以同时去除混合物中的其它消极杂质，如甲醇、异丙醇等。
无水乙醇的共沸对是乙醇和水的共沸对，是指在一个混合物中含有两种物质，当加热至一定温度时，它们在蒸汽中的组成子部分相等，从而可以通过蒸馏提纯分离。
共沸点是指两种不同物质在一定压力下蒸发时，其中蒸气部分分子数目分别等于其极限摩尔分数的那个温度。
共沸点的温度通常可用简化的表达式估算得到，通常用来计算的公式是：T = XATa + XB Tb其中，T是共沸点温度，XA和XB是混合物中两种成分的摩尔分数，Ta和Tb是两种成分的纯净沸点温度。
在共沸精馏制无水乙醇的过程中，混合物进入塔，塔内电加热或蒸汽加热产生沸腾，水和乙醇的蒸气逐渐向上升至塔顶，经过塔板的分离，分离后的纯净无水乙醇通过冷凝器冷却后下来收集，其它杂质则留在塔底部分离，从而得到高纯度的无水乙醇。
当然，共沸精馏制无水乙醇也有其限制。
首先，由于乙醇和水的共沸对很接近，所以难以实现高度纯度的分离。
其次，由于共沸温度随压力变化，因此操作压力对分离纯度也有影响，这对于小规模实验研究具有较高的涵义。
总之，共沸精馏制是一种可行的制备无水乙醇方法，它可以通过分馏技术快速、有效地净化乙醇，并产生高纯度的无水乙醇。
这种方法已经被广泛应用于制药、化妆品及各种化学工业上。
多组分共沸混合物精馏工艺流程的研究
多组分共沸混合物精馏工艺流程的研究1、萃取精馏的原理在基本有机化工生产中，经常会遇到组分的相对挥发度比较接近，组分之间也存在形成共沸物的可能性。
若采用普通精馏的方法进行分离，将很困难，或者不可能。
对于这类物系，可以采用特殊精馏方法，向被分离物系中加入第三种组分，改变被分离组分的活度系数，增加组分之间的相对挥发度，达到分离的目的。
如果加入的溶剂与原系统中的一些轻组分形成最低共沸物，溶剂与轻组分将以共沸物形式从塔顶蒸出，塔底得到重组分，这种操作称为共沸精馏；如果加入的溶剂不与原系统中的任一组分形成共沸物，其沸点又较任一组分的沸点高，溶剂与重组分将随釜液离开精馏塔，塔顶得到轻组分，这种操作称为萃取精馏。
2、溶剂甄选原理由于萃取精馏混合物多为强非理想性的系统，所以工业生产中选择适宜溶剂时主要应考虑以下几点：（1）选择性：溶剂的加人必须使待拆分组分的相对溶解度提高明显，即为建议溶剂具备较低的选择性，以提升溶剂的利用率；2）溶解性：要求溶剂与原有组分间有较大的相互溶解度，以防止液体在塔内产生分层现象，但具有高选择性的溶剂往往伴有不互溶性或较低的溶解性，因此需要通过权衡选取合适的溶剂，使其既具有较好的选择性，又具有较高的溶解性；（3）沸点：溶剂的沸点应当低于原进料混合物的沸点，以避免构成溶剂与组分的共沸物。
但也无法过低，以防止导致溶剂回收塔釜梅过低。
目前提炼减压蒸馏溶剂甄选的方法存有实验法、数据库查阅法、经验值方法、计算机辅助分子设计法用实验法甄选溶剂就是目前应用领域最广泛的方法，可以获得较好的结果，但是实验花费很大，实验周期较长。
实验法存有轻易法、沸点仪法、色谱法、气论调等。
实际应用领域过程中往往须要几种方法融合采用，以延长吻合目标溶剂的时间。
溶剂甄选的通常过程为：经验分析、理论指导与计算机辅助设计、实验检验等。
若文献资料和数据不全系列，则只有实行最基本的实验方法，或者实行极具应用领域前景的计算机优化方法以谋求最佳溶剂。
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。
醋酸仲丁酯共沸精馏系统的设计和应用
醋酸仲丁酯共沸精馏系统的设计和应用一、什么是醋酸仲丁酯共沸精馏系统？说到醋酸仲丁酯共沸精馏系统，你可能会觉得有点高大上，但别担心，听我慢慢给你捋清楚。
这玩意儿其实就是一种通过精馏分离醋酸仲丁酯和其他成分的技术。
我们都知道，精馏就像是分清好人和坏人，严格按照沸点来“挑人”，一层层的分离，把你不需要的杂质都剔除掉。
至于醋酸仲丁酯，它是一个有机化学品，常用于制造溶剂、油漆、清洁剂等等。
也许你看不见它，但它每天都在你的生活中发挥作用，默默无闻。
共沸现象嘛，简单说，就是两个液体混合后，会以一个固定的比例一起蒸发，搞得谁都离不开谁。
这个时候，不分你我，蒸汽里含有的成分就完全是“共生”的关系。
所以，想要分开这些物质，得用到共沸精馏系统。
二、精馏的过程与挑战精馏分离听上去挺简单，但真要做起来可没那么容易。
想象一下，你要把两个人给拆开，但他们好像用粘胶粘在一起，谁也不肯松手。
更麻烦的是，这两个人的粘性在不同的温度下变化很大。
精馏的任务，就是通过温度和压力的调整，让这些“粘胶”慢慢溶解，一步步分开，最终让两个人各自走开。
听起来是不是有点像拉锯战？这个过程就像给一对情侣做分手冷静期，有的人喜欢在高温下“蒸发”，有的人在低温下“凝固”。
对于醋酸仲丁酯来说，它是跟一些其他溶剂混合，形成共沸点，一旦这个共沸点出现，分离起来就特别棘手了。
你要想啊，很多时候我们面临的就是这个共沸现象，想搞清楚它背后的奥秘，首先得研究一下它的物理化学性质，搞懂它的沸点、组成、挥发性啥的。
通常，我们需要搞清楚目标物质和杂质的相对挥发度，这个挥发度越大，分离越容易；要是挥发度差不多，那就麻烦了。
就像是你和朋友一起参加一个舞蹈比赛，结果你俩跳得不分伯仲，评委根本没法判出谁更厉害。
三、共沸精馏系统的应用说到应用，别看这技术听上去挺复杂，其实它在咱们的日常生活中可常见了。
比如，醋酸仲丁酯就是在涂料、油漆的溶剂中有着广泛应用。
想象一下，你家墙壁涂了一层油漆，等它干了后，那种独特的气味就是它的“贡献”。
用共沸精馏隔壁塔生产无水乙醇的研究
用共沸精馏隔壁塔生产无水乙醇的研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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含有甲醇的乙醇脱水共沸精馏研究
含有甲醇的乙醇脱水共沸精馏研究Study on Ethanol Dehydration with Methanol by Azeotropic Distillation领域：化学工程研究生：刘彤指导教师：韩振为副研究员企业导师：张志恒高工天津大学化工学院二零一三年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。
特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。
同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要乙醇作为一种性能优良的有机溶剂，广泛应用于化工、制药等领域。
共沸精馏是乙醇脱水的有效方法之一，具有流程简单、自动化程度高、产品质量好等优点。
本文以制药企业生产过程中产生的乙醇、甲醇和水的溶剂脱水过程为研究背景，对含有甲醇的乙醇脱水共沸精馏过程进行了研究。
结合共沸剂选取的一般原则，选择环己烷为共沸剂，提出该体系共沸精馏脱水的两塔流程和四塔流程。
利用流程模拟软件Aspen Plus对两塔流程和四塔流程进行了模拟计算，用NRTL模型校正液相的非理想性，所得结果满足分离要求。
在不同甲醇浓度进料条件下，对两塔流程进行了模拟，结果表明，两塔流程可以实现含有甲醇的乙醇脱水。
进料中含有甲醇时，脱水塔和回收塔的能耗均比进料中无甲醇时高。
随着进料中甲醇浓度的增加，两塔流程的乙醇收率降低，脱水塔和回收塔的能耗增加。
共沸精馏技术研究及应用进展
矿
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Ｖｏ ． ０． ＮＯ １２ ．１
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文章 编 号 ：０ ５—７ ５ ２ １ ０ １０ ８ ４（ ０１ ） １—０ ４ ０ ７—０ ３
共 沸 精 馏技 术研 究 及 应 用 进 展
（ ） 沸精 馏 的共 沸 剂 大都 从 塔 顶 蒸 出 ， 耗 ２共 消 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 ， 沸 共 精 馏 的操作 才 比较经 济 。 （ ） 沸精 馏 即可 用 于连 续 操作 也 可 用于 间歇 ３共 操作。 （ ） 同样 压 力 下 操 作 ， 沸 精 馏 的 操 作 温 度 ４在 共 较低 ， 比其 它精馏 更适 于分 离热敏 性物 料 。 １ ２ 共 沸精馏 的 分类 ． 根 据所形 成 的共沸 物能 否分 离为不 互溶 的两个
ＫＥＹ Ｏ ＲＤＳ： ａ ｅ ｔｏ ｉ ｉ ｔｌ ｔ ｎ； ｎ ｒ ｉ ｅ ； ｅ ｒ ｔｏ ｈ ｔ ｏ ｇ ｎ ｏ ｓ ａ ｅ ｔ ｏ ｉ ｓｉｌ ｔｏ Ｗ ｚ ｏｒ ｐ ｃ ｄ ｓｉ ａ ｉ ｌ ｏ ｅ ｔａ ｎ ｒ ｓ ｐａ ａ ｉ ｎ； ｅ ｅ ｒ ｅ ｅ ｕ ｚ ｏ ｒ ｐ ｃ ｄｉｔｌａ ｉ ｎ
王 春 蓉 （ 宁石油Fra bibliotek 工大 学 ， 宁抚 顺 １３０ ） 辽 辽 １ ０ １
摘 要 ：本文 综 述 了共 沸 精 馏 的 特 点 、 分类 及共 沸 剂 的选 择 。 根 据 所 形 成 的共 沸物 能 否分 离 为 不 互 溶
的两 个 液 相 ， 沸 精馏 分 为均 相 共 沸 精 馏 和 非 均 相 共 沸 精 馏 。介 绍 了 近 些 年 共 沸 精 馏 技 术 的 应 用 研 究 共 进 展 ， 提 出 了 非 均 相共 沸精 馏 技 术 的优 势 及 展 望 。 并
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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。
4、共沸精馏技术的应用研究
用间歇共沸精馏分离乙酸乙酯和正己烷的混合物，实验采用丙酮作为共沸剂，实验结果表明：出现乙酸乙酯和正己烷最高收率是在丙酮和正己烷质量比为1．15时，乙酸乙酯收率为73．89％，正己烷收率为75．15％。
用间歇共沸精馏法，采用乙酸异丙酯作为体系的共沸剂来分离乙二醇单甲醚一水混合物，实验研究表明：调节共沸剂与水的质量比在2～2．5这一区间内，就能够一次性回收90％以上乙二醇单甲醚的量。
使用Aspen Plus软件对三氟化氮一四氟化碳共沸体系进行模拟，选用氯化氢作为共沸剂，简单快捷的找到精馏操作的最优参数，为实际生产提供参考。
采用醋酸乙烯酯为共沸剂，使用Aspen Plus软件对共沸精馏分离丙炔醇一丁炔二醇一水进行了模拟
计算，结果表明：使用Aspen软件计算的结果和实际运行结果基本一致，而且用Aspen软件优化了丙炔醇一水共沸精馏塔，产品纯度达到99．5％，与此同时，塔顶冷凝器热负荷降低8．6％。
认为生产对苯二甲酸中以PX作为共沸剂可以清除测流积累的PX，从而使过程更加的节能。
研究由于生产对苯二甲酸过程，少量的反应物对二甲苯和乙酸甲酯通过原料进入醋酸脱水系统，采用乙酸正丙酯作为共沸剂进行醋酸脱水和使用Uniquac对工业脱水过程进行分析；并采用Aspen软件进行过程模拟，结果表明关键参数的结果吻合较好。
此研究对实际生产过程的优化提供了理论数据。
为分离乙酸一水混合物，选用对二甲苯作为共沸剂；使用一个高5m、15块塔板的精馏塔对此过程进行实验。
使用PRO／II模拟软件进行模拟，模拟采用Uniquac活度系数模型，采用估计得到的数据一0．53作为塔板效率，实验数据和软件模拟比较得出：对二甲苯适合作为分离乙酸一水混合物的共沸剂。
刮研究以亲水离子液体作为共沸剂对乙酸乙酯一乙醇共沸混合物进行分离，结果表明：亲水离子液体[Amim]C1的分离效果最好，分离后乙酸乙酯纯度能够达到99．73％。
系统研究了分离异丙醇一水体系的过程，使用环己烷作为共沸剂，采用非均相共沸精馏工艺，提出的保持塔釜温度曲线的稳定采用逆双循环控制的方法，这一实用价值已经在动态模拟和实验得到体现。
研究[OMIM]+[BF4]-、[EMIM]+[BF4]-、[EMIM]+[triflate]-和[BMIM]+[BF4]-四种液体作为共沸剂对乙酸乙酯一乙醇混合物的分离效果，结果表明：这四种液体对乙酸乙酯一乙醇混合物的分离效果良好且价格便宜，适于做这一体系的共沸剂。
提出了一个新的简单方法共沸精馏分离吡啶和水混合物，这个方法只需要在每个塔的一个塔板温度回路，避免传统方法共沸剂进入塔底流体。