特殊蒸餾vs常規蒸餾

特殊蒸餾常規蒸餾是根據液體混合物中各組分揮發度的不同而實現組分之間的分離。

若體系為恒沸液,或組分間的揮發性相差很小,或被分離物系具有熱敏性,則無法用常規精餾法來分離,此時可采用恒沸精餾、萃取精餾、水蒸氣蒸餾和分子蒸餾等特殊蒸餾方式。

（一）恒沸精餾

對于具有恒沸點的非理想溶液,若用常規蒸餾法則不能同時得到兩個幾乎純的組分。例如,常壓下,乙醇水溶液在78.15℃時具有最低恒沸點,恒沸物中乙醇的摩爾分率為0.894,質量百分率為95.6%。若用普通精餾法分離乙醇水溶液(其中乙醇的摩爾分率小于0.894),則僅能獲得接近恒沸組成的乙醇(95%wt）。

對于雙組分恒沸液,若加人第三組分,且該組分可與原料液中的一個或兩個組分形成沸點更低的恒沸液,從而使組分間的相對揮發度增大,并可用蒸餾法進行分離,這種分離方法稱為恒沸精餾,加入的第三組分稱為恒沸劑或挾帶劑。

例如,向乙醇-水體系中加入苯作為挾帶劑,則在溶液中可形成苯-水-乙醇的三元非均相恒沸液,其恒沸點為64.9℃,

摩爾組成為苯0.539、乙醇0.228、水0.233。若加人的苯量適當,則原料液中的水分可全部轉移至三元恒沸液中,從而可獲得無水乙醇。將苯-水-乙醇的三元恒沸液冷卻,由于苯與乙醇、水不互溶而分層,故可將苯分離出來。

塔1為恒沸精餾塔,由塔中部的適當位置加人接近恒沸組成的乙醇-水溶液,苯由頂部加入。

上層苯相返回塔1的頂部作為回流,下層水相則進入塔2以回收殘余的苯。塔2頂部所得

的恒沸物并入分層器中,塔底則為稀乙醇-水溶液,可用普通精餾塔3回收其中的乙醇,廢水由塔3的底部排出。除苯外,乙醇-水體系的恒沸精餾還可采用戊烷、三氯乙烯等作為挾帶劑。

在恒沸精餾中,選擇適宜的挾帶劑是恒沸精餾成敗的關鍵。選擇挾帶劑時應著重考慮下列因素。

(1）挾帶劑應能與被分離組分形成新的恒沸液,其恒沸點要比純組分以及前恒沸液的沸點低,一般兩者的沸點差應不小于10℃。

(2)新恒沸液所含挾帶劑的量越少越好,這樣可減少挾帶劑的用量及汽化、回收挾帶劑所需的能量。

(3）新恒沸液最好為非均相混合物,以便用分層法來分離。

（4）挾帶劑應無毒、無腐蝕性,熱穩定性要好,且來源容易,價格低廉。

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