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特殊蒸馏vs常规蒸馏

特殊蒸馏常规蒸馏是根据液体混合物中各组分挥发度的不同而实现组分之间的分离。

若体系为恒沸液,或组分间的挥发性相差很小,或被分离物系具有热敏性,则无法用常规精馏法来分离,此时可采用恒沸精馏、萃取精馏、水蒸气蒸馏和分子蒸馏等特殊蒸馏方式。

（一）恒沸精馏

对于具有恒沸点的非理想溶液,若用常规蒸馏法则不能同时得到两个几乎纯的组分。例如,常压下,乙醇水溶液在78.15℃时具有最低恒沸点,恒沸物中乙醇的摩尔分率为0.894,质量百分率为95.6%。若用普通精馏法分离乙醇水溶液(其中乙醇的摩尔分率小于0.894),则仅能获得接近恒沸组成的乙醇(95%wt）。

对于双组分恒沸液,若加人第三组分,且该组分可与原料液中的一个或两个组分形成沸点更低的恒沸液,从而使组分间的相对挥发度增大,并可用蒸馏法进行分离,这种分离方法称为恒沸精馏,加入的第三组分称为恒沸剂或挟带剂。

例如,向乙醇-水体系中加入苯作为挟带剂,则在溶液中可形成苯-水-乙醇的三元非均相恒沸液,其恒沸点为64.9℃,

摩尔组成为苯0.539、乙醇0.228、水0.233。若加人的苯量适当,则原料液中的水分可全部转移至三元恒沸液中,从而可获得无水乙醇。将苯-水-乙醇的三元恒沸液冷却,由于苯与乙醇、水不互溶而分层,故可将苯分离出来。

塔1为恒沸精馏塔,由塔中部的适当位置加人接近恒沸组成的乙醇-水溶液,苯由顶部加入。

上层苯相返回塔1的顶部作为回流,下层水相则进入塔2以回收残余的苯。塔2顶部所得

的恒沸物并入分层器中,塔底则为稀乙醇-水溶液,可用普通精馏塔3回收其中的乙醇,废水由塔3的底部排出。除苯外,乙醇-水体系的恒沸精馏还可采用戊烷、三氯乙烯等作为挟带剂。

在恒沸精馏中,选择适宜的挟带剂是恒沸精馏成败的关键。选择挟带剂时应着重考虑下列因素。

(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以及前恒沸液的沸点低,一般两者的沸点差应不小于10℃。

(2)新恒沸液所含挟带剂的量越少越好,这样可减少挟带剂的用量及汽化、回收挟带剂所需的能量。

(3）新恒沸液最好为非均相混合物,以便用分层法来分离。

（4）挟带剂应无毒、无腐蚀性,热稳定性要好,且来源容易,价格低廉。

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