第3章多组分精馏
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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 增强精馏（Special /Enhanced Distillation)
2、热敏性物料的分离 3、重组分的稀溶液分离
2021年3月
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二、特殊精馏简介
1、萃取精馏 加入的第三组分（质量分离剂）不与被分离
系统中的任何组分形成共沸物，而且沸点又比 原有任何组分的沸点高，从塔底离开。 加入的质量分离剂称为溶剂或萃取剂 如用乙二醇作溶剂萃取分离乙醇-水混合液， 可生产无水乙醇；用乙二醇或水作溶剂萃取分 离丙酮-甲醇混合液…
7
萃取精馏与恒沸精馏的不同
共同点：
都加入适量的质量分离剂,改变组分间的相互作用， 增大组分间的相对挥发度，实现精馏分离；
不同点：
恒沸精馏中加入的共沸剂必须与原溶液中一个或几 个组分形成新的恒沸物，而萃取精馏无此限制，共 沸剂的选择范围相对较窄；
2021年3月
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萃取精馏与共沸精馏的比较
共沸精馏中共沸剂从塔顶蒸出，消耗的潜热较多， 萃取精馏中萃取剂基本没变化，因此共沸精馏的能 耗一般比萃取精馏大；如乙醇-水物系的分离
2、待分离的混合物不存在恒沸点。 3、组分间无化学反应，组分不发生分解。 4、混合物各组分在一般条件（常压、温度不很高）
下能够汽化和液化。
2021年3月
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3.3.1 特殊精馏技术简介
很多情况下，一个新产品的生产不取决于能否实现其 化学合成，而取决于能否用有效的方法从反应物中分 离出来；
一个产品的使用价值与价格，常因为其纯度的提高而 成倍或十倍地增加；
2021年3月
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二、特殊精馏简介
5、水蒸汽精馏 2）塔釜内水-有机溶液蒸馏，塔釜间接加热。
需要从与水不互溶的沸点较高的混合液体中提取易挥发的热 敏性物质，为降低沸点，采用使水和有机溶液一起在塔釜沸 腾气化。
水蒸汽精馏能降低沸点的原理：水相与有机相一起汽 化，二者蒸汽压之和等于总压时达平衡。类似于真空 蒸馏，与真空蒸馏的差别在于真空蒸馏中产物的蒸汽 压等于系统总压。
在同样压力下，共沸精馏的操作温度通常比萃取精 馏低，故共沸精馏更适用于分离热敏性物料；
共沸精馏可连续操作，也可间歇操作，萃取精馏一 般只能连续操作。
2021年3月
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二、特殊精馏简介
3、反应精馏
1）加入C物质，使之与原体系中的A发生反应，从 而削弱A与B的结合力。
通过反应强化分离
2）反应与分离在塔内同时进行，生产另一种物质 的过程-耦合技术。如乙醇、乙酸反应生成乙酸乙 酯与水，是可逆反应。在塔内反应的同时，将产物 从塔顶采出，提高了反应转化率。
加盐精馏就是利用盐效应实现强化精馏的过程。
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盐对汽液平衡组成的影响
宏观上，盐溶于水，水溶液的蒸汽压将下降， 沸点升高；盐溶于双组分溶液时，不同组分对 盐的溶解度不同，则各组分的蒸汽压下降有差 别，挥发性差异增大；
一些用水蒸汽蒸馏分离的混合物可通过真空蒸馏实现。
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二、特殊精馏简介
6、加盐精馏：加盐，利用盐效应使原组分的溶 解行为发生变化。
盐效应：把盐加入到非电解质水溶液中，非电解质 的溶解度会发生变化：
若溶解度下降：“盐析”现象 若溶解度增加： 盐溶现象
绝大多数含水有机物，当加入第三组分盐后，可增 大有机物的相对挥发度；而对于共沸性质的含水有 机溶液，加盐后会使共沸点发生移动，甚至消失。
第3章 多组分精馏
特殊精馏
主要内容
3.3 萃取精馏和恒沸精馏
3.3.1特殊精馏简介 3.3.2萃取精馏 3.3.3恒沸精馏
3.4反应精馏
3.4.1反应精馏的应用 3.4.2反应精馏过程
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普通精馏应用范围
普通精馏操作是分离液体混合物最常用和有效 的方法。应用范围：
1、待分离的两组分的挥发性相差较大，两组分的相 对挥发度较大，据经验相对挥发度至少应大于1.05。
为减少水蒸气消耗，多用减压蒸馏。 注意：与直接蒸汽加热精馏的区别
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wk.baidu.com
直接蒸汽加热精馏
使用场合 待分离混合液为水溶液，且难挥发组分为水， 即塔顶馏出液为非水组分，塔底产品近乎为水。
可采用直接蒸汽加热省去再沸器。 在同一进料状态、进料组成和回流比，若希望得到
相同的馏出液组成及回收率，由于直接蒸汽加热时， 蒸汽对料液的稀释作用，完成同样分离任务，比间 接蒸汽加热需要较多的塔板数。
是强化反应不是强化分离
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二、特殊精馏简介
4、催化精馏：
实质上是指非均相催化反应精馏，将催化剂填充于 精馏塔中，既是催化剂又是作为填料起分离作用。
具有均相反应精馏的全部优点，适合可逆反应，也 适合连串反应。
如美国CR&L公司成功开发的甲基叔丁基醚 （MTBE)合成工艺：甲醇和混合C4中的异丁烯为 原料，强酸性阳离子交换树脂为催化剂生产甲基叔 丁基醚（MTBE) 。节能效果好、投资少，水、电、 汽的消耗仅是非催化工艺的60%。
生产中未反应原料的回收利用、反应副产物的分离与 利用、“三废”的处理对降低成本，保护环境起重要 作用….
分离过程常常是生产过程成败与提高经济效益的关键。
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一、特殊精馏的提出？
它一般针对三类物系： 1、当待分离组分之间形成共沸物或相对挥发度接近1时
（一般小于1.05），用普通精馏是无法实现或是经济 上不合理的。此时向体系中加入一种适当的新组分， 通过与原体系中组分的不同作用，改变组分间的相对 挥发度，使系统变得易于分离。
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二、特殊精馏简介
5、水蒸气精馏—常用于在常压下沸点高，或在其正 常沸点下易变质的物质如有机溶液的分离。
其应用只限于所得产物与水不互溶的混合液体。
水蒸汽蒸馏有两种操作方式：
1）塔釜通入蒸汽的精馏
将饱和或过热水蒸汽直接通入液体混合物中加热液体使 其沸腾，易挥发组分与水一同蒸出，冷凝后二者自然分 离。
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二、特殊精馏简介
2、恒沸精馏
原理与萃取精馏相同
不同的是加入的第三组分（质量分离剂）与被 分离系统中的一个或几个组分形成新的恒沸物， 而且沸点又比原有任何组分的沸点低，从塔顶 离开。
加入的质量分离剂称为共沸剂。
如苯或环己烷作共沸剂可恒沸精馏分离乙醇水溶液也可以生产无水乙醇。
2021年3月
2、热敏性物料的分离 3、重组分的稀溶液分离
2021年3月
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二、特殊精馏简介
1、萃取精馏 加入的第三组分（质量分离剂）不与被分离
系统中的任何组分形成共沸物，而且沸点又比 原有任何组分的沸点高，从塔底离开。 加入的质量分离剂称为溶剂或萃取剂 如用乙二醇作溶剂萃取分离乙醇-水混合液， 可生产无水乙醇；用乙二醇或水作溶剂萃取分 离丙酮-甲醇混合液…
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萃取精馏与恒沸精馏的不同
共同点：
都加入适量的质量分离剂,改变组分间的相互作用， 增大组分间的相对挥发度，实现精馏分离；
不同点：
恒沸精馏中加入的共沸剂必须与原溶液中一个或几 个组分形成新的恒沸物，而萃取精馏无此限制，共 沸剂的选择范围相对较窄；
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萃取精馏与共沸精馏的比较
共沸精馏中共沸剂从塔顶蒸出，消耗的潜热较多， 萃取精馏中萃取剂基本没变化，因此共沸精馏的能 耗一般比萃取精馏大；如乙醇-水物系的分离
2、待分离的混合物不存在恒沸点。 3、组分间无化学反应，组分不发生分解。 4、混合物各组分在一般条件（常压、温度不很高）
下能够汽化和液化。
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3.3.1 特殊精馏技术简介
很多情况下，一个新产品的生产不取决于能否实现其 化学合成，而取决于能否用有效的方法从反应物中分 离出来；
一个产品的使用价值与价格，常因为其纯度的提高而 成倍或十倍地增加；
2021年3月
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二、特殊精馏简介
5、水蒸汽精馏 2）塔釜内水-有机溶液蒸馏，塔釜间接加热。
需要从与水不互溶的沸点较高的混合液体中提取易挥发的热 敏性物质，为降低沸点，采用使水和有机溶液一起在塔釜沸 腾气化。
水蒸汽精馏能降低沸点的原理：水相与有机相一起汽 化，二者蒸汽压之和等于总压时达平衡。类似于真空 蒸馏，与真空蒸馏的差别在于真空蒸馏中产物的蒸汽 压等于系统总压。
在同样压力下，共沸精馏的操作温度通常比萃取精 馏低，故共沸精馏更适用于分离热敏性物料；
共沸精馏可连续操作，也可间歇操作，萃取精馏一 般只能连续操作。
2021年3月
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二、特殊精馏简介
3、反应精馏
1）加入C物质，使之与原体系中的A发生反应，从 而削弱A与B的结合力。
通过反应强化分离
2）反应与分离在塔内同时进行，生产另一种物质 的过程-耦合技术。如乙醇、乙酸反应生成乙酸乙 酯与水，是可逆反应。在塔内反应的同时，将产物 从塔顶采出，提高了反应转化率。
加盐精馏就是利用盐效应实现强化精馏的过程。
2021年3月
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盐对汽液平衡组成的影响
宏观上，盐溶于水，水溶液的蒸汽压将下降， 沸点升高；盐溶于双组分溶液时，不同组分对 盐的溶解度不同，则各组分的蒸汽压下降有差 别，挥发性差异增大；
一些用水蒸汽蒸馏分离的混合物可通过真空蒸馏实现。
2021年3月
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二、特殊精馏简介
6、加盐精馏：加盐，利用盐效应使原组分的溶 解行为发生变化。
盐效应：把盐加入到非电解质水溶液中，非电解质 的溶解度会发生变化：
若溶解度下降：“盐析”现象 若溶解度增加： 盐溶现象
绝大多数含水有机物，当加入第三组分盐后，可增 大有机物的相对挥发度；而对于共沸性质的含水有 机溶液，加盐后会使共沸点发生移动，甚至消失。
第3章 多组分精馏
特殊精馏
主要内容
3.3 萃取精馏和恒沸精馏
3.3.1特殊精馏简介 3.3.2萃取精馏 3.3.3恒沸精馏
3.4反应精馏
3.4.1反应精馏的应用 3.4.2反应精馏过程
2021年3月
2
普通精馏应用范围
普通精馏操作是分离液体混合物最常用和有效 的方法。应用范围：
1、待分离的两组分的挥发性相差较大，两组分的相 对挥发度较大，据经验相对挥发度至少应大于1.05。
为减少水蒸气消耗，多用减压蒸馏。 注意：与直接蒸汽加热精馏的区别
2021年3月
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wk.baidu.com
直接蒸汽加热精馏
使用场合 待分离混合液为水溶液，且难挥发组分为水， 即塔顶馏出液为非水组分，塔底产品近乎为水。
可采用直接蒸汽加热省去再沸器。 在同一进料状态、进料组成和回流比，若希望得到
相同的馏出液组成及回收率，由于直接蒸汽加热时， 蒸汽对料液的稀释作用，完成同样分离任务，比间 接蒸汽加热需要较多的塔板数。
是强化反应不是强化分离
2021年3月
10
二、特殊精馏简介
4、催化精馏：
实质上是指非均相催化反应精馏，将催化剂填充于 精馏塔中，既是催化剂又是作为填料起分离作用。
具有均相反应精馏的全部优点，适合可逆反应，也 适合连串反应。
如美国CR&L公司成功开发的甲基叔丁基醚 （MTBE)合成工艺：甲醇和混合C4中的异丁烯为 原料，强酸性阳离子交换树脂为催化剂生产甲基叔 丁基醚（MTBE) 。节能效果好、投资少，水、电、 汽的消耗仅是非催化工艺的60%。
生产中未反应原料的回收利用、反应副产物的分离与 利用、“三废”的处理对降低成本，保护环境起重要 作用….
分离过程常常是生产过程成败与提高经济效益的关键。
2021年3月
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一、特殊精馏的提出？
它一般针对三类物系： 1、当待分离组分之间形成共沸物或相对挥发度接近1时
（一般小于1.05），用普通精馏是无法实现或是经济 上不合理的。此时向体系中加入一种适当的新组分， 通过与原体系中组分的不同作用，改变组分间的相对 挥发度，使系统变得易于分离。
2021年3月
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二、特殊精馏简介
5、水蒸气精馏—常用于在常压下沸点高，或在其正 常沸点下易变质的物质如有机溶液的分离。
其应用只限于所得产物与水不互溶的混合液体。
水蒸汽蒸馏有两种操作方式：
1）塔釜通入蒸汽的精馏
将饱和或过热水蒸汽直接通入液体混合物中加热液体使 其沸腾，易挥发组分与水一同蒸出，冷凝后二者自然分 离。
2021年3月
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二、特殊精馏简介
2、恒沸精馏
原理与萃取精馏相同
不同的是加入的第三组分（质量分离剂）与被 分离系统中的一个或几个组分形成新的恒沸物， 而且沸点又比原有任何组分的沸点低，从塔顶 离开。
加入的质量分离剂称为共沸剂。
如苯或环己烷作共沸剂可恒沸精馏分离乙醇水溶液也可以生产无水乙醇。
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