第二章特殊精馏

1、第二章第二章 特殊精馏特殊精馏2.1恒沸精馏恒沸精馏2.2萃取精馏萃取精馏2.3多组分精馏多组分精馏2.4 其他特殊精馏其他特殊精馏2. 1恒沸精馏恒沸精馏原理：原理：若在两组分恒沸也液中加入第三组分（成为若在两组分恒沸也液中加入第三组分（成为挟带剂），该组分能与原料液中的一个或两个组分形挟带剂），该组分能与原料液中的一个或两个组分形成新的恒沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以成新的恒沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以分离。分离。被分离物系性质不同，包括几种情况：被分离物系性质不同，包括几种情况：挟带剂的要求：挟带剂的要求：2.2萃取精馏萃取精馏原理：原理：向原料液中加入第三组分（称为萃

2、取剂或向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分间的相对挥发度而得到溶剂），以改变原有组分间的相对挥发度而得到分离。与恒沸精馏不同的是萃取剂分离。与恒沸精馏不同的是萃取剂不不与原料液中与原料液中任何组分任何组分形成恒沸物。形成恒沸物。 选取萃取剂时主要考虑以下要求：选取萃取剂时主要考虑以下要求： 萃取精馏的注意事项：萃取精馏的注意事项： 萃取精馏与恒沸精馏相比较：萃取精馏与恒沸精馏相比较：1、萃取剂比挟带剂易于选择。、萃取剂比挟带剂易于选择。2、萃取剂在精馏过程中基本上不汽化，萃取精馏的耗能、萃取剂在精馏过程中基本上不汽化，萃取精馏的耗能量较恒沸精馏少。量较恒沸精馏少。3、萃取

3、精馏过程中，萃取剂加入量的变动范围较大，在、萃取精馏过程中，萃取剂加入量的变动范围较大，在恒沸精馏中适宜的挟带剂量多为一定。所以萃取精馏操恒沸精馏中适宜的挟带剂量多为一定。所以萃取精馏操作较灵活，易控制。作较灵活，易控制。4、萃取精馏不宜采用间歇操作，而恒沸精馏可以采用间、萃取精馏不宜采用间歇操作，而恒沸精馏可以采用间歇操作方式。歇操作方式。5、恒沸精馏操作温度较萃取精馏低，所以恒沸精馏适用、恒沸精馏操作温度较萃取精馏低，所以恒沸精馏适用于分离热敏性溶液。于分离热敏性溶液。2.3 其他精馏方式其他精馏方式2.3.1直接蒸汽加热直接蒸汽加热2.3.2回收塔（提馏塔）回收塔（提馏塔）2.3.3多股

4、进料多股进料2.3.4分凝器分凝器2.3.5间歇精馏间歇精馏2.3.6 多组分精馏多组分精馏2.3.1直接蒸汽加热直接蒸汽加热操作前提：操作前提：1.物料中有水物料中有水2.水是重组分，从塔釜出去水是重组分，从塔釜出去提馏段物提馏段物料恒算：料恒算：W1mm0WxyVxLWVLV 操作线方程：操作线方程：)(Wm0W0m0Wm1mxxVWxVWxVWxVWxVLy V0 ,y0WDV L m 间接加热间接加热直接蒸汽加热直接蒸汽加热区别：区别：与对角线的交点不同，与对角线的交点不同，xW , N 原因：原因：直接蒸汽加热的稀释作用。直接蒸汽加热的稀释作用。2.3.2回收塔（提馏塔）回收塔（提馏

5、塔）特点：特点：从第一块板加料，无精从第一块板加料，无精馏段，无回流，下降的馏段，无回流，下降的液体由进料提供。液体由进料提供。加料情况：加料情况：冷液或泡点进料。冷液或泡点进料。F xFD xDW xW已知：已知：xF, F, xW , 泡点进料泡点进料L=F, V=DWm1mxDWxDFy 2.3.3多股进料多股进料两股进料：两股进料： F1, xF1 ， F2, xF2分别与相分别与相应塔板组成与应塔板组成与xF1，xF2相当相当; F1 q1 xF1F2 q2 xF2D xDW xWD, xD分凝器分凝器全凝器全凝器 分凝器也相当于一块理论分凝器也相当于一块理论板，可以板，可以x0、y

6、0计，其他相计，其他相同同 。2.3.4分凝器分凝器2.3.5间歇精馏间歇精馏特点：特点：（1）过程非定态）过程非定态（2）塔底一次加料，无提馏段）塔底一次加料，无提馏段（3） 获得获得 xD, xW一定的产品，能耗大于连一定的产品，能耗大于连续精馏，宜采用填料塔操作。续精馏，宜采用填料塔操作。（4）装置简单，操作灵活。）装置简单，操作灵活。两种操作：两种操作：(1) 恒回流比恒回流比R为常数为常数(2) 恒馏出液组成恒馏出液组成, 定定xD(1) 恒回流比恒回流比R为常数为常数回流比以开始的状态计算回流比以开始的状态计算FFFDminxyyxR 始始已知已知: F xF,xW终终, （平均馏

7、出液组成）（平均馏出液组成）, 选择适宜的选择适宜的R求求 : NTDx(2) (2) 恒馏出液组成恒馏出液组成, ,定定xD DminWeWeWeDminWD ,R,RnRxyyxxxxW 为计算基准。为计算基准。以以不变，不变，终终2.3.6 2.3.6 多组分精馏多组分精馏按挥发能力递减排序，按挥发能力递减排序，依次从塔顶分离出依次从塔顶分离出A、B、C、D组分产品，称之为组分产品，称之为顺序流程，或直接序列。顺序流程，或直接序列。 方案方案1方案方案2A,B,C三个组分三个组分各汽化、冷凝一次，各汽化、冷凝一次，D组分未冷凝和汽化。组分未冷凝和汽化。A组分汽化、冷组分汽化、冷凝两次，凝

8、两次，B,C组分汽化、组分汽化、冷凝一次，冷凝一次，D组分未冷组分未冷凝和汽化。凝和汽化。 实际生产中，选择流程方案还需综合考虑实际生产中，选择流程方案还需综合考虑的因素：的因素：（1 1）多组分溶液的性质：对于在加热过程中易）多组分溶液的性质：对于在加热过程中易分解或聚合的组分，在流程方案的安排上减少分解或聚合的组分，在流程方案的安排上减少这种组分的受热次数。这种组分的受热次数。（2 2）产品的质量要求：对于要求分离质量非常）产品的质量要求：对于要求分离质量非常高的组分，由于塔釜中易存留固体杂质，应从高的组分，由于塔釜中易存留固体杂质，应从塔顶蒸出该组分。塔顶蒸出该组分。二、关键组分及分离要

9、求的规定二、关键组分及分离要求的规定 关键组分：关键组分：所谓关键组分，是根据分离要求，在进料中所谓关键组分，是根据分离要求，在进料中选定两个对该混合物分离起到控制作用的组分。其中相对选定两个对该混合物分离起到控制作用的组分。其中相对轻的为轻关键组分，重者为重关键组分。轻的为轻关键组分，重者为重关键组分。 组分在塔顶和塔釜产品中的预分配：组分在塔顶和塔釜产品中的预分配： （1）清晰分割）清晰分割 若两关键组分得挥发度相差较大，且两者为相邻组分，此若两关键组分得挥发度相差较大，且两者为相邻组分，此时可认为比重关键组分还重的组分全部在塔釜产品中，比时可认为比重关键组分还重的组分全部在塔釜产品中，比

10、轻关键组分还轻的组分全部在塔顶产品中，称此分割原则轻关键组分还轻的组分全部在塔顶产品中，称此分割原则为清晰分割。为清晰分割。 （2）非清晰分割）非清晰分割 如果分离的情况不满足清晰分割的条件，在精馏过如果分离的情况不满足清晰分割的条件，在精馏过程中，一部分非轻组分可能与轻关键组分一起进入塔釜；程中，一部分非轻组分可能与轻关键组分一起进入塔釜；而一部分非重组分和重关键组分一起进入塔顶产品中，称而一部分非重组分和重关键组分一起进入塔顶产品中，称这种分割为非清晰分割。这种分割为非清晰分割。 1、盐效应精馏、盐效应精馏 用可溶性盐代替萃取剂作为萃取精馏的分离剂，用可溶性盐代替萃取剂作为萃取精馏的分离剂，可得到比普通萃取精馏更好的分离效果。可得到比普通萃取精馏更好的分离效果。2、分子精馏、分子精馏 分子蒸馏是一种特殊的液液分离