共沸精餾的特點
共沸精餾是分離液體混合物的一種方法,,廣泛應用于化工、煉油等工業(yè)中,。 當待分離的兩個組分為共沸溶液體系或它們的揮發(fā)度非常接近時,采用普通精餾方法難以達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)備費用和操作費用過大而不經(jīng)濟,此時可采用共沸精餾,。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或多個組分形成共沸物,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。本文綜述了共沸精餾的特點,、分類及共沸劑的選擇,,介紹了共沸精餾技術(shù)的應用,展望了共沸精餾的發(fā)展方向,。
1. 1共沸精餾的特點
( 1) 共沸精餾所用的共沸劑必須與待分離組分的一個或兩個形成共沸物,,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,,共沸精餾的操作才比較經(jīng)濟,。
( 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。
1. 2 共沸精餾的分類
根據(jù)所形成的共沸物能否分離為不互溶的兩個液相,,共沸精餾分為均相共沸精餾和非均相共沸精餾,。
1. 2. 1 均相共沸精餾
分離二元均相共沸物常用的方法是通過加入一種共沸劑,使其改變原混合物的性質(zhì),,再進行三元物系的分離,。當共沸劑與原溶液中某組分形成二元共
沸物時,,三元物系的泡點溫度面上會出現(xiàn)脊( 谷 ) ,致使穩(wěn)態(tài)精餾塔內(nèi)濃度分布呈復雜狀況,,精餾產(chǎn)物的分布局限在某一濃度區(qū)域內(nèi)而背離一般的精餾規(guī)律,,稱這種現(xiàn)象為精餾分區(qū),。共沸精餾分區(qū)特性將成為設(shè)計分離流程和確定精餾工藝條件時不可回避的問題,。從精餾塔溫度分布具有單調(diào)性的角度出發(fā),人們曾一度認為泡點溫度面上的脊和谷是精餾分區(qū)的邊界,,簡單蒸餾的剩余曲線和連續(xù)精餾沿塔高的濃度分布曲線均不會通過脊( 谷 ) ,。
1. 2. 2 非均相共沸精餾
非均相間歇共沸精餾是間歇精餾和共沸精餾的耦合過程,具有設(shè)備簡單,、可單塔分離多組分混合物和通用性強的優(yōu)點,。非均相共沸精餾由于在塔頂有富含共沸劑回流,可以降低回流比,,共沸劑的用量遠遠小于萃取精餾,,同時還可能完成在萃取精餾中不能完成的分離任務(wù)。非均相共沸精餾的主要設(shè)備是精餾塔,、塔頂冷凝器和分相器,。共沸物可以在分相器中分為兩個不互溶的液層: 富含共沸劑的液層回流; 另一液層采出,從而以很經(jīng)濟的方式實現(xiàn)了共沸物的分離,。與均相共沸精餾相比,,非均相間歇共沸精餾在分相器中實現(xiàn)液液分層,可以減小共沸劑回收塔的工作,,特殊情況下還可實現(xiàn)單塔操作,。與連續(xù)非均相共沸精餾比較,它具有比較靈活的回流比操作策略,,具有更大的操作彈性,。但是,由于各參數(shù)隨時間變化和液液平衡計算的困難,,以及復雜的回流控制等多方面的原因,,導致了設(shè)計、模擬和控制的難度,,使該過程在被廣泛應用的同時,,人們對它的認識不如對共沸物精餾的均相過程和連續(xù)過程那么深入,相關(guān)的文獻報道很少,。
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