蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展課件

蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向

蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展主要內(nèi)容一、概述二、蒸餾分離工程的特點(diǎn)三、學(xué)科特點(diǎn)四、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究五、過(guò)程強(qiáng)化六、發(fā)展方向蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展概述

蒸餾是在氣液兩相逐級(jí)流動(dòng)和接觸時(shí)進(jìn)行穿越界面的質(zhì)量和熱量傳遞,并實(shí)現(xiàn)混合物分離純化的化工單元操作過(guò)程。作為當(dāng)代工業(yè)應(yīng)用最廣的分離技術(shù),目前已具有相當(dāng)成熟的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與一定的基礎(chǔ)理論研究,并發(fā)展出了以蒸餾為基礎(chǔ)的許多新型復(fù)合傳質(zhì)分離技術(shù)。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展概述

隨著石油化工、化學(xué)工業(yè)、環(huán)境化工等領(lǐng)域的不斷發(fā)展和興起，使得蒸餾分離過(guò)程的大處理量、連續(xù)化操作優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮，但是作為高能耗的分離過(guò)程，在大型工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)法避免地遇到產(chǎn)品的高純度與高能耗的矛盾。所以，在產(chǎn)品達(dá)到高純分離的同時(shí)又能減低能耗就成為蒸餾學(xué)科和工程研究開(kāi)發(fā)的主要目標(biāo)。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展蒸餾技術(shù)用于混合物分離的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)優(yōu)勢(shì)：基礎(chǔ)較扎實(shí)，工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)成熟；大處理量、連續(xù)化操作性能強(qiáng)。劣勢(shì)：微觀、亞微觀層次的研究不足；高能耗，且分離純度越高能耗越高。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展概述

蒸餾傳質(zhì)分離過(guò)程具有極高的復(fù)雜性,它涉及塔板(或填料表面)上氣液兩相流動(dòng)的相互影響、氣泡表面流型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化、穿越氣液界面的質(zhì)量和熱量傳遞之間的相互耦合、氣泡的聚并和分裂與塔板流動(dòng)氣泡表面流型的變化以及界面?zhèn)髻|(zhì)和傳熱等的密切關(guān)聯(lián)等。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展1

2

3

n

n+1

蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展概述

但是,至今關(guān)于氣液兩相界面相變傳質(zhì)和傳熱及氣泡群傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)規(guī)律仍處于宏觀的和熱力學(xué)平衡水平上的研究,尚未發(fā)展出能夠比較準(zhǔn)確表示過(guò)程傳遞的理論預(yù)測(cè)方法。例如塔板效率或傳質(zhì)系數(shù)的確定仍需要經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式或?qū)嶒?yàn)測(cè)定,從而導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)安全系數(shù)較大的設(shè)備和能量的很大浪費(fèi)。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展概述

所以說(shuō),從總體上看蒸餾學(xué)科目前仍然處于半經(jīng)驗(yàn)階段。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展概述

造成蒸餾學(xué)科理論研究滯后于實(shí)際應(yīng)用的主要原因：一是過(guò)程本身的復(fù)雜性，二是理論和實(shí)驗(yàn)研究手段的不充分。如過(guò)去一直采用穩(wěn)態(tài)(或擬穩(wěn)態(tài))和熱力學(xué)平衡級(jí)的方法，對(duì)于過(guò)程中涉及界面的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)行為、氣泡聚并和分裂與過(guò)程傳遞和流動(dòng)相關(guān)的本質(zhì)等機(jī)理研究不夠深入;蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展概述

此外，現(xiàn)有的測(cè)試手段無(wú)法進(jìn)行氣液兩相傳遞和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的動(dòng)態(tài)跟蹤測(cè)定。所以需要采用新的理論研究方法，以系統(tǒng)內(nèi)氣液兩相傳遞和流動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化觀點(diǎn)，從根本上對(duì)過(guò)程傳遞機(jī)理加以認(rèn)識(shí)，由此發(fā)展非線性、非平衡的傳質(zhì)理論，以此為指導(dǎo)進(jìn)行蒸餾單元操作設(shè)備的工程設(shè)計(jì)、分離過(guò)程強(qiáng)化和以蒸餾為基礎(chǔ)發(fā)展高效復(fù)合傳質(zhì)過(guò)程。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展一、蒸餾分離工程的特點(diǎn)1、系統(tǒng)工程性強(qiáng)，傳遞機(jī)理復(fù)雜。蒸餾過(guò)程研究涉及工程和工藝性問(wèn)題，而過(guò)程的傳遞機(jī)理又十分復(fù)雜，很多重要問(wèn)題至今尚未解決。其根本原因是單相流動(dòng)的研究方法在蒸餾過(guò)程中難以再適用，同時(shí)由于過(guò)程伴隨著界面?zhèn)鬟f，相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實(shí)際工程應(yīng)用。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展一、蒸餾分離工程的特點(diǎn)2、分析方法和測(cè)試手段要求獨(dú)特在蒸餾分離過(guò)程中,需要進(jìn)行測(cè)量的基本數(shù)據(jù)包括：氣泡群中尺寸大小分布；氣泡的產(chǎn)生、形成、自由運(yùn)動(dòng)和破滅幾個(gè)階段的傳質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究結(jié)果；氣泡間的相互作用與傳遞的關(guān)系；氣泡與表面流體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相間傳質(zhì)規(guī)律等。需要進(jìn)行瞬態(tài)跟蹤測(cè)量。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展一、蒸餾分離工程的特點(diǎn)3、設(shè)備放大效應(yīng)嚴(yán)重。蒸餾過(guò)程中的復(fù)雜流動(dòng)結(jié)構(gòu)、氣泡之間的相互作用、各組分傳遞速率之間的相互干擾(耦合)、氣泡大小與塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)的密切關(guān)系，同樣的物性和操作條件，在不同尺度和結(jié)構(gòu)的設(shè)備中可呈現(xiàn)出截然不同的流型傳質(zhì)行為，表現(xiàn)出不同的操作特性。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展一、蒸餾分離工程的特點(diǎn)

這均是由于對(duì)過(guò)程傳遞中非平衡性質(zhì)和非線性傳質(zhì)屬性缺乏足夠的了解，未能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備效應(yīng)的定量認(rèn)識(shí)，使得工業(yè)化設(shè)計(jì)至今仍然處于逐級(jí)放大的經(jīng)驗(yàn)階段。所以，加強(qiáng)過(guò)程放大效應(yīng)的研究是實(shí)現(xiàn)蒸餾技術(shù)實(shí)用化、工業(yè)化的關(guān)鍵。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展一、蒸餾分離工程的特點(diǎn)4、設(shè)備中氣液兩相混合物流體流量之間存在一定的約束條件。塔設(shè)備中上升蒸汽流量、進(jìn)料量和塔頂冷凝回流液體之間的相對(duì)流量存在一定的約束關(guān)系,由此保證質(zhì)量和能量交換的順利進(jìn)行和達(dá)到產(chǎn)品純度的要求。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展一、蒸餾分離工程的特點(diǎn)5、塔板或填料上氣體分散相和連續(xù)相液體流型的多樣性。塔內(nèi)氣體的表觀速度、進(jìn)料量和塔頂冷凝回流液流量等操作條件不同時(shí)，塔板或填料表面上的氣體流動(dòng)可在快速鼓泡流、慢速鼓泡流和噴射流等之間轉(zhuǎn)化；氣泡表面流體同時(shí)存在層流內(nèi)層、層流、過(guò)渡型和湍流幾種流速，以及氣泡尾流和界面?zhèn)髻|(zhì)、傳熱引起的界面湍動(dòng)。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展快速鼓泡流射流蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)由于蒸餾學(xué)科研究的具體對(duì)象是一種特殊的氣液兩相流動(dòng)體系，同時(shí)蒸餾過(guò)程中伴隨氣液界面上的質(zhì)量傳遞和能量傳遞；且涉及氣泡的聚并和分裂與兩相流動(dòng)和傳遞的相互影響，氣泡的形成、生成、運(yùn)動(dòng)等階段性過(guò)程中不同的流動(dòng)和傳質(zhì)行為,所以具有自身顯著的特點(diǎn),現(xiàn)分述如下：蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)1、傳遞過(guò)程中存在界面效應(yīng)不同尺寸的氣泡具有不同的界面效應(yīng)，從而造成不同的傳質(zhì)速率；界面區(qū)域的特殊性質(zhì)和傳輸行為，即界面張力、界面擴(kuò)散、表面活性物質(zhì)在界面上的親和性吸附、分子的重定向作用等，以及涉及界面的非平衡性質(zhì)、非線性動(dòng)態(tài)傳遞特性，如界面附近某些組分的局部積累引起的密度漲落和氣泡聚并與分裂等。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)2、界面微觀結(jié)構(gòu)、組成在傳遞過(guò)程中的隨機(jī)變化。界面處分子的相變行為、極性分子的結(jié)構(gòu)、表面張力和密度等的動(dòng)態(tài)變化行為均與界面結(jié)構(gòu)和組成變化緊密相關(guān)，界面結(jié)構(gòu)和組成的變化有可能會(huì)使體系中的某些組分在界面附近出現(xiàn)積累，即產(chǎn)生密度漲落。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)3、氣泡形狀的非規(guī)則性和影響因素的復(fù)雜性。除傳遞過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)氣泡表面上不同部位處表面活性劑、組分濃度、溫度分布、流體運(yùn)動(dòng)行為的變化,造成的氣泡不規(guī)則運(yùn)動(dòng)和變形，蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)

即局部周期性的膨脹和收縮以及氣泡的聚并和分裂外，還有設(shè)備內(nèi)篩板等塔內(nèi)件的表面性質(zhì)和其上的孔徑大小、氣體流量、流體性質(zhì)(包括表面張力、流量、粘度、密度)、體系內(nèi)微量表面活性物質(zhì)、兩相流動(dòng)方向(包括逆流、并流和錯(cuò)流)等均為影響氣泡大小的重要因素。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)4、流動(dòng)結(jié)構(gòu)的非均勻性。運(yùn)動(dòng)氣泡表面流體從表面到主體相同時(shí)存在的層流、層流內(nèi)層、湍流過(guò)渡區(qū)域和充分發(fā)展的湍流區(qū)域；質(zhì)量傳遞引起的界面湍動(dòng)；氣泡聚并和分裂造成系統(tǒng)內(nèi)流體流動(dòng)的非均勻性；氣泡不同時(shí)期的周期性膨脹和收縮；氣液兩相接觸導(dǎo)致氣泡的形成、脫離接觸、自由運(yùn)動(dòng)和破滅進(jìn)入氣相這些過(guò)程中，氣泡自身運(yùn)動(dòng)的不規(guī)則性。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)5、界面湍動(dòng)、傳遞方向?qū)^(guò)程傳質(zhì)和流動(dòng)的影響。涉及兩相界面的傳質(zhì)，在界面附近的兩相區(qū)域?qū)?huì)出現(xiàn)界面波動(dòng)。并在一定條件下會(huì)變得不穩(wěn)定，隨之出現(xiàn)界面的法向方向和切向方向的脈動(dòng)這些脈動(dòng)有時(shí)引起界面的局部破裂、乳化以及其他流體力學(xué)效應(yīng)。這些效應(yīng)是由于傳熱、傳質(zhì)造成的，但是反過(guò)來(lái)又影響過(guò)程傳遞。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)6、多組分界面?zhèn)髻|(zhì)的復(fù)雜性。多組分傳質(zhì)過(guò)程中涉及的各種熱力學(xué)傳輸流的相互耦合，界面湍動(dòng)，組分傳質(zhì)方向的隨機(jī)改變與界面湍動(dòng)的關(guān)系具有活性官能團(tuán)的分子在界面上的選擇性吸附行為，以及在界面上的分子重定向均對(duì)界面性質(zhì)具有較大影響。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展傳質(zhì)方向理想傳質(zhì)界面汽液實(shí)際傳質(zhì)界面湍動(dòng)有序無(wú)序蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)蒸餾過(guò)程研究對(duì)象的上述特性同時(shí)也是進(jìn)行蒸餾過(guò)程研究的難點(diǎn)，它表明蒸餾體系中涉及界面的兩相流動(dòng)和傳遞規(guī)律與均相內(nèi)的擴(kuò)散傳輸行為相差較大。實(shí)際上它是以界面的非平衡性質(zhì)、非線性動(dòng)態(tài)傳遞的分形結(jié)構(gòu)和耗散結(jié)構(gòu)為重要特征。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)

其中，既存在極值行為所代表的有序過(guò)程,又存在隨機(jī)行為所反映的無(wú)序過(guò)程。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法和理論可能難以對(duì)系統(tǒng)中這些復(fù)雜傳遞規(guī)律進(jìn)行分析和研究。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展二、學(xué)科特點(diǎn)所以，這一學(xué)科的突破性進(jìn)展在很大程度上均依賴于數(shù)學(xué)、物理等相關(guān)學(xué)科的最新研究成果，既要對(duì)界面處分子的協(xié)同傳遞特性加以微觀或細(xì)觀層次的分形動(dòng)力學(xué)探究，還需要從全局的觀點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化規(guī)律與外界施加的限制條件的關(guān)系進(jìn)行深入研究；并且需要發(fā)展動(dòng)態(tài)在線測(cè)試方法，以對(duì)傳輸過(guò)程獲得體系內(nèi)狀態(tài)函數(shù)和系統(tǒng)參數(shù)隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

在40年代已有一些學(xué)者試圖建立氣泡傳質(zhì)模型來(lái)計(jì)算傳質(zhì)效率(或傳質(zhì)速率、傳質(zhì)系數(shù))，但是這些理論處理方法大都建立在擬流體模型的基礎(chǔ)上，即將一個(gè)高度不均勻的系統(tǒng)作為均勻系統(tǒng)來(lái)分析，顯然不盡合理。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

此外，在蒸餾過(guò)程中最基本的氣液傳質(zhì)單元是氣泡，氣泡兩側(cè)的流體在界面附近不斷進(jìn)行蒸發(fā)和冷凝兩種相變過(guò)程；氣泡在連續(xù)相流體中的運(yùn)動(dòng)和傳質(zhì)均具有時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)，而現(xiàn)有的理論模型均未考慮兩相結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其動(dòng)態(tài)變化與兩相傳質(zhì)的相互影響。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展汽液冷凝蒸發(fā)氣泡兩側(cè)的流體在界面附近不斷進(jìn)行蒸發(fā)和冷凝兩種相變過(guò)程蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

兩相界面附近的多組分傳質(zhì)過(guò)程與組分熱力學(xué)傳輸流之間的相互耦合密切相關(guān),所以對(duì)于氣液兩相非均相、非平衡系統(tǒng),擴(kuò)散系數(shù)的理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)定都遇到極大的困難。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

首先是液相擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)量和理論研究方法，與氣體和固體中的擴(kuò)散相比仍然很不成熟；其二是組分穿越界面進(jìn)行傳輸時(shí)，界面附近各組分的濃度場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況或界面?zhèn)髻|(zhì)動(dòng)力學(xué)行為與傳遞組分的性質(zhì)直接相關(guān)；蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

其三是氣液兩相之間的傳質(zhì)過(guò)程本身同時(shí)伴有熵增和負(fù)熵兩過(guò)程，界面處分子的相變對(duì)于氣泡表面和鄰近流體的物性影響較大，其中表面張力和粘度的溫度效應(yīng)顯著，故直接關(guān)系到動(dòng)態(tài)擴(kuò)散行為。這些因素直接關(guān)系到描述多組分傳質(zhì)的普遍化的Maxwell-Stefan方程的計(jì)算精度。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

此外，隨著實(shí)驗(yàn)和計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,以液相為連續(xù)相的氣泡和氣泡群傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)的研究，目前已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)臈l件，為進(jìn)一步的蒸餾過(guò)程傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究提供可靠的測(cè)試手段，為今后發(fā)展宏觀和微觀相結(jié)合的蒸餾傳質(zhì)理論提供了基礎(chǔ)。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

如果相變過(guò)程中界面間分子的傳輸機(jī)理、氣泡聚并和分裂的微觀機(jī)理及其與主體相內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)和組分?jǐn)U散傳遞的相互關(guān)系能夠得以確定，則今后有關(guān)泡滴傳質(zhì)的研究將會(huì)提高到較高的理論水平。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

當(dāng)然，這些問(wèn)題已不能用傳統(tǒng)的傳熱和傳質(zhì)理論及傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行有效地解決。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究所以說(shuō),傳質(zhì)學(xué)正面臨著從宏觀向細(xì)觀、微觀理論和方法的過(guò)渡，研究方法還需要實(shí)現(xiàn)整個(gè)體系的宏觀傳遞現(xiàn)象和泡滴界面間分子的動(dòng)力學(xué)傳輸規(guī)律相結(jié)合，也就是說(shuō)需要擺脫從分立的、局部的方法研究過(guò)程發(fā)展的思路，而應(yīng)該用系統(tǒng)的和全局的、變化發(fā)展的觀點(diǎn)方法對(duì)涉及泡滴的傳遞過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和理論解決。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展三、蒸餾過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究

對(duì)于界面間分子相變動(dòng)力學(xué)相變行為的觀測(cè)，需要在實(shí)驗(yàn)中發(fā)展尺度微型化的測(cè)試手段，例如微細(xì)空間尺度和時(shí)間尺度問(wèn)題的解決，即在微秒或毫微秒時(shí)間間隔內(nèi)，對(duì)各種細(xì)小尺寸氣泡和液滴周圍發(fā)生的瞬時(shí)傳質(zhì)和傳熱，以及界面上組分的相變過(guò)程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)測(cè)量研究。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展四、蒸餾過(guò)程的強(qiáng)化

對(duì)于具有恒沸點(diǎn)或沸點(diǎn)相近物系僅僅利用蒸餾一般難以達(dá)到有效分離的目的。為此，結(jié)合萃取、反應(yīng)(包括均相和非均相)、吸附等其他化工操作單元的優(yōu)勢(shì)提出或已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的有萃取蒸餾、反應(yīng)蒸餾、催化蒸餾、吸附蒸餾、結(jié)晶蒸餾和膜蒸餾等；蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展1、共沸精餾當(dāng)待分離的兩個(gè)組分為共沸溶液體系或它們的揮發(fā)度非常接近時(shí)，采用普通精餾方法難以達(dá)到分離目的或所需要的理論板數(shù)非常多，且回流比亦較大，使設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用過(guò)大而不經(jīng)濟(jì)，此時(shí)可采用共沸精餾。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展共沸精餾是向共沸溶液中加入第三組分，使該組分能與原有溶液中的一個(gè)或多個(gè)組分形成共沸物，且這種新共沸物的揮發(fā)度顯著地高于或低于原有各組分的揮發(fā)度，則新共沸物中各組分的含量與原料液組成不同，可采用普通精餾方法予以分離。

共沸精餾原理蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展共沸精餾的特點(diǎn)(1)共沸精餾所用的共沸劑必須與待分離組分的一個(gè)或兩個(gè)形成共沸物，因此可供選擇的共沸劑有限。(2)共沸精餾的共沸劑大都從塔頂蒸出，消耗熱能較大，只有當(dāng)共沸物中共沸劑的含量甚少，與共沸劑形成共沸物的組分在原料中含量也少時(shí)，共沸精餾的操作才比較經(jīng)濟(jì)。(3)共沸精餾即可用于連續(xù)操作也可用于間歇操作。(4)在同樣壓力下操作，共沸精餾的操作溫度較低，比其它精餾更適于分離熱敏性物料。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展劉金海在苯酚－水物系中加入了一種共沸劑甲苯，用共沸精餾法實(shí)現(xiàn)了苯酚－水混合物的分離。分離后的水可以直接送到生化裝置進(jìn)行處理，苯酚回收供反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)使用。岳國(guó)君等以工業(yè)酒精為原料，采用間歇共沸精餾方法制取無(wú)水乙醇，采用環(huán)己烷作共沸劑，共沸劑的實(shí)際加入量與理論加入量之比約為1.23∶1和共沸精餾時(shí)間為135min左右時(shí)，制得的無(wú)水乙醇濃度(質(zhì)量分率)可以達(dá)到99.88%。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展2、萃取精餾蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展3、膜蒸餾膜蒸餾（membranedistillation，簡(jiǎn)稱MD）是膜技術(shù)與蒸餾過(guò)程相結(jié)合的分離過(guò)程.膜的一側(cè)與熱的待處理溶液直接接觸（稱為熱側(cè)），另一側(cè)直接或間接地與冷的水溶液接觸（稱為冷側(cè)），熱側(cè)溶液中易揮發(fā)的組分在膜面處汽化通過(guò)膜進(jìn)入冷側(cè)并被冷凝成液相，其他組分則被疏水膜阻擋在熱側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)混合物分離或提純的目的蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

膜蒸餾技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)1膜蒸餾技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（l）與常規(guī)蒸餾相比膜蒸餾的優(yōu)點(diǎn)包括：①在膜蒸餾過(guò)程中蒸發(fā)區(qū)和冷凝區(qū)十分靠近，實(shí)際上只是膜的厚度，蒸餾液卻不會(huì)被料液污染，所以膜蒸餾與常規(guī)蒸餾相比具有較高的蒸餾效率，并且蒸餾液更為純凈；

②在膜蒸餾過(guò)程中，由于液體直接與膜接觸，最大限度地消除了不可冷凝氣體的干擾，無(wú)需復(fù)雜的蒸餾設(shè)備，如真空系統(tǒng)、耐壓容器等；

蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展③蒸餾過(guò)程的效率與料液的蒸發(fā)面積直接相關(guān)，在膜蒸餾過(guò)程中很容易在有限的空間中增加膜面積，即增加蒸發(fā)面積，提高蒸餾效率；④在該過(guò)程中無(wú)需把溶液加熱到沸點(diǎn)，只要膜兩側(cè)維持適當(dāng)?shù)臏夭?，該過(guò)程就可以進(jìn)行，有可能利用太陽(yáng)能、地?zé)?、溫泉、工廠的余熱和溫?zé)岬墓I(yè)廢水等廉價(jià)能源.

蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

膜蒸餾技術(shù)的缺點(diǎn)目前膜蒸餾技術(shù)尚存在以下缺點(diǎn)：①膜成本高、蒸餾通量小；②由于溫度極化和濃度極化的影響，運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定；③膜蒸餾是一個(gè)有相變的膜過(guò)程，熱量主要通過(guò)熱傳導(dǎo)的形式傳遞因而效率較低（一般只有30%左右），所以在組件的設(shè)計(jì)上必須考慮到潛熱的回收，以盡可能減少熱能的損耗.與其他膜過(guò)程相比，膜蒸餾在有廉價(jià)能源可利用的情況下才更有實(shí)用意義.蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展海水和苦咸水淡化膜蒸餾過(guò)程的開(kāi)發(fā)最初完全是以海水淡化為目的的，它具有其他過(guò)程如反滲透和電滲析等所不具備的優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)水質(zhì)量是其它膜過(guò)程不能比擬的.多數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其產(chǎn)品水的脫鹽率均在99.7%以上2002年波蘭Szczecin大學(xué)Karakulski等將不同的膜過(guò)程進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)果表明：超濾能脫除懸浮物和膠體，納濾可完全除掉水中的有機(jī)碳，硬度可降低60%~87%，反滲透可將總固溶物（TDS）截留99.7%，而質(zhì)量最好的水是由膜蒸餾制備的，產(chǎn)水的電導(dǎo)可達(dá)到0.8μS/cm，TDS質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到0.6×10-6.蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展四、蒸餾過(guò)程的強(qiáng)化

在體系中引入某些添加劑以利用溶液的非理想性質(zhì),完成改變組分間相對(duì)揮發(fā)的目的而實(shí)現(xiàn)高效和節(jié)能的氣液分離，如共沸蒸餾、加鹽精餾和加鹽萃取精餾等的添加物精餾。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展四、蒸餾過(guò)程的強(qiáng)化

從現(xiàn)有的研究工作看，強(qiáng)化蒸餾和傳質(zhì)過(guò)程的主要途徑：一是通過(guò)改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu)，如為改善兩相流動(dòng)和接觸發(fā)展出的新型規(guī)整填料和噴射式并流填料塔板；二是引入質(zhì)量分離劑(包括催化劑反應(yīng)組分、吸附劑、有機(jī)活性組分、無(wú)機(jī)電解質(zhì)等)提出的各種耦合蒸餾技術(shù)；三是引入第二能量分離劑(如磁場(chǎng)、電場(chǎng)和激光)。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展四、蒸餾過(guò)程的強(qiáng)化

其中脈沖激光由于不在原有物系中引入添加物，且組分之間的物理化學(xué)性質(zhì)變化很容易人為控制，所以如果隨著超導(dǎo)材料和激光器制備技術(shù)的提高和其生產(chǎn)成本的降低，脈沖激光在蒸餾分離中的應(yīng)用將會(huì)取得巨大效益。蒸餾技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展五、深化蒸餾技術(shù)的研究方向

根據(jù)蒸餾學(xué)科的特點(diǎn)和研究現(xiàn)狀，深化蒸餾研究必須突破傳統(tǒng)研究方法，在研究思維、分析問(wèn)題方式上開(kāi)辟新思路，尋求新理論,吸收其他學(xué)科的最新研究成果；