什么是恒沸精餾(共沸精餾)

一、什么是恒沸精餾（共沸精餾）在被分離的物系中加入共沸劑（或者稱共沸組分），該共沸劑必須能和物系中一個(gè)或幾個(gè)組分形成具有最低沸點(diǎn)的恒沸物，以至于使需要分離的集中物質(zhì)間的沸點(diǎn)差（或相對(duì)揮發(fā)度）增大。在精餾時(shí)，共沸組分能以恒沸物的形式從精餾塔頂蒸出，工業(yè)上把這種操作稱為恒沸精餾。下面以制取無水酒精為例，說明恒沸精餾的過程，水和酒精能形成具有恒沸點(diǎn)的混合物，所以用普通的精餾方法不能獲得純度超過96%（體積）的乙醇，若在酒精和水的溶液中加入共沸組分-苯，則可構(gòu)成各種恒沸混合物，但以酒精、苯和水所組成的三組分恒沸混合物的沸點(diǎn)為最低（64.84℃）。當(dāng)精餾溫度在64.85℃時(shí)，酒精、苯和水的三元混合物首先被蒸出；溫度升至68.25℃時(shí)，蒸出的是酒精與苯的二元恒沸混合物；隨著溫度繼續(xù)上升，苯與水的二元恒沸混合物和酒精與水的二元恒沸混合物也先后蒸出，這些恒沸物把水從塔頂帶出，在塔釜可以獲得無水酒精。工業(yè)上廣泛地用于生產(chǎn)無水酒精的方法，就是根據(jù)此原理。恒沸精餾的過程中，所加入的共沸組分必須從塔頂蒸出，而后冷凝分離，循環(huán)使用。因而恒沸精餾消耗的能量（包括汽化共沸劑的熱量和輸送物料的電能）較多。二、什么是萃取精餾？在被分離的混合物中加入萃取劑，萃取劑的存在能使被分離混合物的組分間的相對(duì)揮發(fā)度增大。精餾時(shí)，其在各板上基本保持恒定的濃度，而且從精餾塔的塔釜排出，這樣的操作稱為萃取精餾。例如，從烴類裂解氣的碳四餾分費(fèi)力丁二烯時(shí)，由于碳四餾分的各組分間沸點(diǎn)相近及相對(duì)揮發(fā)度相近的特點(diǎn)，而且丁二烯與正丁烷還能形成共沸物，采用普通的精餾方法是難以將丁二烯與其它組分加以分離的。如果采用萃取精餾的方法，在碳四餾分中加入乙腈做萃取劑，則可增大組分間的相對(duì)揮發(fā)度，使得用精餾的方法能將沸點(diǎn)相近的丁二烯、丁烷和丁烯分離。碳四餾分經(jīng)過脫碳三、和碳五餾分后，進(jìn)入丁二烯萃取劑精餾塔，在萃取劑乙腈的存在下，使丁二烯（包括少量的炔烯）、乙腈與其它組分分開，從塔釜采出并進(jìn)入解析塔，在此塔中，丁二烯、炔烯從乙腈中解析出來，萃取劑循環(huán)使用。丁二烯、炔烯進(jìn)入炔烯萃取精餾塔，丁二烯從塔頂逸出，經(jīng)水洗，得到成品丁二烯。三、恒沸精餾和萃取精餾有什么區(qū)別？（1）萃取精餾的萃取劑，不必要與分離系統(tǒng)中的某組分形成共沸物，而要求它的蒸氣壓遠(yuǎn)小于分離混合物的蒸氣壓，因此萃取劑的選用范圍比較大。（2）萃取精餾的操作條件與恒沸精餾相比，可以在較大的范圍內(nèi)變動(dòng)。（3）萃取精餾因萃取劑不從塔頂蒸出，因此，蒸氣的消耗比恒沸精餾為少。（4）萃取精餾適用于從塔頂蒸出較多的產(chǎn)品和從塔釜排出較少的產(chǎn)品的情況；而恒沸精餾適用于從塔頂蒸出較少的產(chǎn)品和從塔釜排出較多的產(chǎn)品的情況。因?yàn)樵谏鲜銮闆r下萃取組分或共沸組分的加入量相對(duì)的較少，能量消耗也隨之較少。四、共沸組分選擇的原則是什么？（1）必須能與被分離物系中一個(gè)或幾個(gè)組分形成具有最低沸點(diǎn)的恒沸物，這是最基本的一條。（2）對(duì)改變被分離物系組分間的相對(duì)揮發(fā)度足夠有效，加入共沸組分后所形成的恒沸物，其沸點(diǎn)溫度與被分離組分沸點(diǎn)間的假別愈大，共沸精餾越容易進(jìn)行。這往往在所選擇的共沸組分的沸點(diǎn)相當(dāng)接近于被分離組分的沸點(diǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)。（3）其有效的分離作用而不需要很多的共沸組分。恒沸物中被分離組分的含量愈高，則共沸組分的用量愈少，汽化共沸組分所消耗的熱能也就愈少，精餾就愈經(jīng)濟(jì)。（4）共沸組分易分離和回收。（5）共沸組分的性質(zhì)穩(wěn)定面對(duì)設(shè)備的腐蝕性要小，對(duì)人體的毒性要小。（6）合理的揮發(fā)性。（7）價(jià)格低廉。五、萃取劑的選擇原則是什么？對(duì)于萃取精餾來說，萃取劑常?？梢赃x擇出許多種。如從碳四餾分種分離出丁二烯，就可以找出多種萃取劑。一般說來，選擇萃取劑的主要依據(jù)如下：（1）萃取劑的選擇性要大。被分離組分在萃取劑種相對(duì)揮發(fā)度增大的赴歐，分離就容易，也就是所選擇的萃取劑選擇性大。選擇性是選擇萃取劑最主要的依據(jù)。因?yàn)檫x擇性的大小也就決定了被分離組分種輕重關(guān)鍵組分分離的難易程度。因此塔板數(shù)的多少，回流比的大?。ㄋ绊懙剿剑┮才c它有密切的關(guān)系。（2）萃取劑對(duì)被分離組分的溶解度要大，這樣塔板上的液體才