恒沸精馏和萃取精馏针对什么物系(当简单精馏完成不了物料组分分离，该怎么办？)

石油化工生产过程中

常常需要对组分复杂的原料

中间产品进行分离

分离操作，通常有

蒸馏、吸收、萃取、

蒸发和膜分离

而最常见的是蒸馏

一般情况下

我们可通过简单的精馏将组分分离

然而

处理一些特殊的物料

组分间的挥发度十分相近

恒沸物、热敏物料

有价值难挥发组分的稀溶液

则显得困难且不那么经济

因此

我们将会采用特殊的方式将组分分离

萃取精馏

萃取精馏是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达到分离要求的特殊精馏方法。

对萃取剂的要求：

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。

特点：

萃取剂比挟带剂易于选择

萃取剂基本上不汽化，耗能量较恒沸精馏少

萃取精馏操作较灵活，易控制，适宜连续操作

萃取精馏实例：苯-环乙烷溶液的萃取精馏工艺

共沸精馏

共沸精馏是向共沸溶液中加入第三组分，使该组分能与原有溶液中的一个或多个组分形成共沸物，且这种新共沸物的挥发度显著地高于或低于原有各组分的挥发度，则新共沸物中各组分的含量与原料液组成不同，可采用普通精馏方法予以分离。

共沸精馏可分为均相共沸精馏和非均相共沸精馏。

①均相共沸精馏

分离二元均相共沸物常用的方法是通过加入一种共沸剂，使其改 变原混合物的性质，再进行三元物系的分离。

②非均相共沸精馏

非均相共沸精馏是间歇精馏和共沸精馏的耦合过程，具有设备简单、可单塔分离多组分混合物和通用性强的优点。

共沸剂的选择要求：

（1）显著影响关键组分的汽液平衡关系；

（2）共沸剂容易分离和回收；

（3）用量少，汽化潜热低；

（4）与进料组分互溶，不生成两相，不与进料中组分起化学反应；

（5） 无腐蚀、无毒；

（6）价廉易得。

共沸精馏工艺流程实例

系统有一对二元恒沸物

系统有两对二元恒沸物

系统有三对二元恒沸物

特点：

共沸精馏从塔顶蒸出，消耗热能大

既可以连续，也可以间歇。

温度比较低，易于分离热敏性物料。

反应精馏

反应精馏是在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的过程。

基本原理：对于可逆反应，当某一产物的挥发度大于反应物时，如果将产物从液相中蒸出，则可破坏原有的平衡，使反应继续向生成物的方向进行，因而可提高单程转化率，在一定程度上变可逆反应为不可逆反应。

传统精馏工艺与反应精馏工艺对比

反应精馏的优点：

［1］选择性高;

［2］使可逆反应回收率提高;

［3］温度易于控制，避免出现热点问题;

［4］缩短反应时间，强化设备生产能力;

［5］能耗低

［6］操作费用低;投资少。

反应精馏实例

该工艺的优点：

（1）转化率高

采用固定床反应：96%-97%

催化精馏：99.9%

（2）节能

反应放出热量全部用于产物分离；

（3）投资少

水、电、汽消耗仅为非催化精馏工艺的60%。

加盐精馏

向精馏塔顶连续加入可溶性盐，以改变组分间的相对挥发度，使普通精馏难以分离的液体混合物变得易于分离的一种特殊精馏方法。

一、溶盐精馏

工业上生产无水乙醇的主要方法是共沸精馏和萃取精馏。其缺点是回流比大，塔板数较多。

而采用CaCl2溶盐精馏则可使塔板数节省4 / 5 ，回流比的降低使能耗减少20%～25 % ，盐含量只是混合溶液的1.0%～1.5% ，显示出明显的优越性。

二、加盐萃取精馏

在乙醇、丙醇、丁醇等与水的混合液中，大多数存在着共沸物，采用加盐萃取精馏可实现预期的分离效果。

分子蒸馏

在极高真空下操作，它依据分子运动平均自由程的差别，使液体在远低于其沸点的温度下实现分离。

分子精馏过程：

1、分子从液体主体向蒸发表面扩散

2、分子在液相表面上的自由蒸发

3、分子从蒸发表面向冷凝面飞射

4、分子在冷凝面上冷凝

5、馏出物和没有蒸发的重组分的收集

分子蒸馏器有四种：静止式、降膜式、刮模式和离心式。

静止式： 有一个静止不动的水平蒸发面,其优点是结构简单,主要缺陷是液膜很厚,物料被持续加热,因而 易造成物料的分解,且分离效率较低 ,目前已被淘汰。

降膜式： 工作时，原料液经分布器的凹口分配后，借助于重力沿加热面向下流动，并形成均匀完整的液膜。

括膜式分子蒸馏器： 蒸馏室内设有一个可以旋转的刮膜器,其转子环常用聚四氟乙烯材料制成。当刮膜器在电机的驱动下高速旋转时,转子环可贴着蒸馏室的内壁滚动,从而可将流至内壁的液体迅速滚刷成10~100mm的液膜。

离心式：内有一个旋转的蒸发面。工作时，将料液加至旋转盘中心,在离心力的作用下,料液被均匀分布于蒸发面上。

来源：马后炮化工