第二章特殊精馏

第二章特殊精馏2.1恒沸精馏2.2萃取精馏2.3多组分精馏2.4其他特殊精馏2.1恒沸精馏原理：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成新的恒沸液，从而使原料液能用普通精馏方法予以分离。被分离物系性质不同，包括几种情况：分离沸点相近的系统或最高恒沸物1）夹带剂只与原来系统中一个组分形成二组分最低恒沸物。2）夹带剂与原来两个组分分别形成二组分最低恒沸物，但两组分恒沸物的沸点相差较大。3）夹带剂与原来两个组分形成三元最低恒沸物，其恒沸点低于任何一个二组分恒沸物，并且其中所含欲分离的二组分的比例与原混合物的比例不同。挟带剂的要求：1）挟带剂应能与被分离组分形成新的恒沸液，其恒沸点要比纯组分的沸点低；2）新恒沸液所含挟带剂的量愈少愈好，以便减少挟带剂用量及气化、回收时所需的能量；3）新恒沸液最好为非均相混合物，便于分层法分离；4）无毒性、无腐蚀性、热稳定性好；5）来源容易，价格低廉。2.2萃取精馏原理：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分离。与恒沸精馏不同的是萃取剂不与原料液中任何组分形成恒沸物。选取萃取剂时主要考虑以下要求：

①选择性强、即能使被分离组分间的相对挥发度产生比较显著的变化。

②溶解度大，能与任何浓度的原溶液完全互溶，以充分发挥各块塔板上萃取剂的作用。

③本身的挥发性小，使产品中不致混有萃取剂，也易于和另一组分分离。

④其他经济和安全要求。

由于加入的萃取剂是大量的（一般要求xs>0.6）,因此塔内下降液量远大于上升蒸汽量，造成汽液接触不佳，设计时要考虑塔板及流体动力情况。由于组分间相对挥发度是借助萃取剂的加入量来调节，当塔顶产品不合格时，不能采用加大回流的办法调节，一般调节方法：①加大萃取剂用量；②减少进料量，同时减少塔顶产品的采出量；在决定塔径及设计塔板结构时，除了按照蒸汽量计算外，还应注意液流中有较大量的萃取剂。萃取精馏的注意事项：

萃取精馏与恒沸精馏相比较：1、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，萃取精馏的耗能量较恒沸精馏少。3、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，所以恒沸精馏适用于分离热敏性溶液。2.3其他精馏方式2.3.1直接蒸汽加热2.3.2回收塔（提馏塔）2.3.3多股进料2.3.4分凝器2.3.5间歇精馏2.3.6多组分精馏2.3.1直接蒸汽加热操作前提：1.物料中有水2.水是重组分，从塔釜出去提馏段物料恒算：操作线方程：V0,y0WDV’

L’

m

间接加热直接蒸汽加热区别：与对角线的交点不同，xW,N原因：直接蒸汽加热的稀释作用。2.3.2回收塔（提馏塔）特点：从第一块板加料，无精馏段，无回流，下降的液体由进料提供。加料情况：冷液或泡点进料。FxFDxDWxW已知：xF,F,xW,泡点进料L’=F,V’=D2.3.3多股进料两股进料：

F1,xF1，F2,xF2分别与相应塔板组成与xF1，xF2相当;F1q1

xF1F2q2xF2DxDІПШWxWD,xD分凝器全凝器分凝器也相当于一块理论板，可以x0、y0计，其他相同。2.3.4分凝器2.3.5间歇精馏特点：（1）过程非定态（2）塔底一次加料，无提馏段（3）获得xD,xW一定的产品，能耗大于连续精馏，宜采用填料塔操作。（4）装置简单，操作灵活。两种操作：(1)恒回流比R为常数(2)恒馏出液组成,定xD(1)恒回流比R为常数回流比以开始的状态计算已知:FxF,xW终,（平均馏出液组成）,选择适宜的R求:NT(2)恒馏出液组成,定xD2.3.6多组分精馏一、多组分精馏的特点及流程方案的选择1、精馏塔的数目用普通精馏塔（指仅有一个进口、塔顶和塔釜出料口的塔），以连续精馏方式进行多组分精馏。n组分溶液需要（n-1）个塔2、流程方案的选择最佳流程方案应满足的条件：（1）能保证产品质量，满足工艺要求，生产能力大；（2）流程短，设备投资费用少；（3）耗能量低、收率高、操作费用低；（4）操作管理方便。按挥发能力递减排序，依次从塔顶分离出A、B、C、D组分产品，称之为顺序流程，或直接序列。

方案1方案2方案1：A,B,C三个组分各汽化、冷凝一次，D组分未冷凝和汽化。方案2：A组分汽化、冷凝两次，B,C组分汽化、冷凝一次，D组分未冷凝和汽化。实际生产中，选择流程方案还需综合考虑的因素：（1）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这种组分的受热次数。（2）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，应从塔顶蒸出该组分。二、关键组分及分离要求的规定

关键组分：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：（1）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，此时可认为比重关键组分还重的组分全部在塔釜产品中，比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。

（2）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，称这种分割为非清晰分割。

1、盐效应精馏用可溶性盐代替萃取剂作为