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1、蒸馏10特殊精馏 恒沸精馏恒沸精馏 萃取精馏萃取精馏 加盐精馏加盐精馏 反应精馏反应精馏 分子蒸馏分子蒸馏一、恒沸精馏一、恒沸精馏无水乙醇提取天然色素无水乙醇提取天然色素乙醇乙醇水的恒沸物：水的恒沸物：恒沸点：恒沸点：78.15恒沸组成：恒沸组成：95.57%（质量分数）（质量分数）怎样生产无水乙醇？怎样生产无水乙醇？普通精馏无法普通精馏无法生产无水乙醇生产无水乙醇。恒沸精馏：向混合液中加入第三组分恒沸精馏：向混合液中加入第三组分(恒沸剂或夹带剂恒沸剂或夹带剂)，与，与原溶液中一个或两个组分形成新的恒沸物，使原组分间的相原溶液中一个或两个组分形成新的恒沸物，使原组分间的相对挥发度增大，再用一般
2、精馏方法分离。对挥发度增大，再用一般精馏方法分离。夹带剂的选择：夹带剂的选择：(1)与被分离组分形成与被分离组分形成新的新的恒沸恒沸液液，其恒沸点要其恒沸点要比比纯组分纯组分低低，一般一般两者沸点差两者沸点差不小于不小于10；(2)新恒沸液所含夹带剂少新恒沸液所含夹带剂少；(3)形成的恒沸物易于分离形成的恒沸物易于分离，最好最好形成非均相恒沸物；形成非均相恒沸物；(4)热稳定性热稳定性、腐蚀性腐蚀性、毒性毒性、价格等因素价格等因素。一、恒沸精馏一、恒沸精馏恒沸精馏的流程取决于夹带剂与原组分形成的恒沸液的性质。恒沸精馏的流程取决于夹带剂与原组分形成的恒沸液的性质。共沸精馏生产无水乙醇工艺流程共沸
3、精馏生产无水乙醇工艺流程夹带剂：苯夹带剂：苯物的组成为物的组成为(摩尔分数摩尔分数)：苯苯 0.539，乙醇乙醇 0.228，水水 0.233恒沸精馏的应用恒沸精馏的应用上层苯相：苯上层苯相：苯0.761，乙醇乙醇0.189，少量水少量水下层水相：苯下层水相：苯0.02，乙醇乙醇0.32，其余为水其余为水分层器：分层器：苯苯-乙醇乙醇-水三元恒沸水三元恒沸恒沸点：恒沸点：64.86二、萃取精馏二、萃取精馏萃取精馏：萃取精馏：向原料液中加入第三组分，也称为萃取剂或溶剂，通过改变原有组分间的相对挥发度而实现精馏分离。要求：要求：（1）第三组分沸点高（2 2）不与原料液中的任何组分形成恒沸液 应用：
4、应用：（1 1）分离相对挥发度接近分离相对挥发度接近1 1的物系的物系（2 2）分离形成恒沸物的混合物分离形成恒沸物的混合物。萃取剂的选择：萃取剂的选择：（1 1）选择性好选择性好，即加入少量萃取剂后能使溶液的相对挥发度发生显著即加入少量萃取剂后能使溶液的相对挥发度发生显著提高；提高；（2 2）挥发性应比任一原组分都小挥发性应比任一原组分都小，且不与原组分起化学反应且不与原组分起化学反应，不形成不形成恒沸物；恒沸物；（3 3）溶解性好溶解性好，最好与原溶液互溶最好与原溶液互溶，避免分层避免分层，否则萃取效果差否则萃取效果差。萃取精馏的应用萃取精馏的应用苯苯-环己烷溶液分离环己烷溶液分离环己烷环
5、己烷尼龙的中间体己内酰胺和己二酸各种尼龙制品各种尼龙制品萃取精馏分离苯萃取精馏分离苯-环己烷溶液：环己烷溶液：常压下苯的沸点为常压下苯的沸点为80.1，环己烷的沸点环己烷的沸点80.73，=0.98在溶液中加入沸点较高的在溶液中加入沸点较高的糠醛糠醛（沸点沸点161.7），使使溶液的相对挥发度发生显溶液的相对挥发度发生显著的变化著的变化。x糠醛糠醛 0.00.980.21.380.41.860.52.070.62.360.72.7萃取精馏分离苯萃取精馏分离苯-环己烷溶液分离环己烷溶液分离萃取精馏的应用萃取精馏的应用三、加盐萃取精馏三、加盐萃取精馏加盐精馏：用可溶性的盐代替萃取剂作萃取精馏的分离
6、剂加盐精馏：用可溶性的盐代替萃取剂作萃取精馏的分离剂，可得到比普通萃取精馏更好的分离效果可得到比普通萃取精馏更好的分离效果，称加盐精馏或盐效称加盐精馏或盐效应精馏应精馏。加盐精馏加盐精馏溶盐精馏溶盐精馏加盐萃取精馏加盐萃取精馏溶盐精馏：在原料液中加入第三种组分溶盐精馏：在原料液中加入第三种组分盐盐，使原来使原来的两组分的相对挥发度显著提高的两组分的相对挥发度显著提高，进而用普进而用普通精馏的方法加以分离通精馏的方法加以分离。加盐萃取精馏：把盐加入到萃取精馏的溶剂中加盐萃取精馏：把盐加入到萃取精馏的溶剂中，以增强以增强原有萃取剂的性能原有萃取剂的性能，进而用普通精馏的方法进而用普通精馏的方法加以
7、分离加以分离。三、加盐萃取精馏三、加盐萃取精馏 应用：加盐萃取精馏制无水乙醇应用：加盐萃取精馏制无水乙醇在乙醇在乙醇-水溶液中加入水溶液中加入CaCl2，CaCl2与与水分子缔合水分子缔合，增大相对挥发度增大相对挥发度，改变改变乙醇乙醇-水的汽液平衡水的汽液平衡，使共沸点移动使共沸点移动，甚至消失甚至消失。例如：例如：CaCl2的质量的质量分数，分数，%共沸组成，共沸组成，%（质量分数）（质量分数）095.571.096.51.598.01.8共沸点消失共沸点消失反应精馏：在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的过程。反应精馏：在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的过程。原理：原理：对于可逆反应
8、，当产物的挥发度大于反应物时，通过精馏对于可逆反应，当产物的挥发度大于反应物时，通过精馏不断移走反应的生成物，破坏原有的化学平衡，使反应继续向生成不断移走反应的生成物，破坏原有的化学平衡，使反应继续向生成物方向进行，以提高反应转化率和收率，在一定程度上变可逆为不物方向进行，以提高反应转化率和收率，在一定程度上变可逆为不可逆反应。可逆反应。四、反应精馏四、反应精馏（1）反应产物及时移出反应区反应产物及时移出反应区，提高反应的转化率和选择性提高反应的转化率和选择性，提高提高生成能力生成能力。（2）利用反应热利用反应热，节省能量节省能量。（3）反应与精馏同在一个设备反应与精馏同在一个设备，节省设备投
9、资节省设备投资。（4）对于促进反应的反应精馏对于促进反应的反应精馏，在反应的同时可获得较纯的产品；在反应的同时可获得较纯的产品；对于难分离的物系对于难分离的物系，利用各组分反应性能的差异利用各组分反应性能的差异，采用反应精馏可获采用反应精馏可获得高纯度产品得高纯度产品 反应精馏的特点：反应精馏的特点：甲醇异丁烯精馏段提馏段异丁烯甲醇+水成品MTBE水甲醇水洗塔甲醇回收塔催化精馏塔图图 MTBE催化精馏工艺流程催化精馏工艺流程反反应应段段反应精馏的应用反应精馏的应用 应用：反应精馏技术被广泛用于酯化应用：反应精馏技术被广泛用于酯化、醚化醚化、水解水解、异构异构化化、酯交换酯交换、氧化等多种反应氧
10、化等多种反应。甲醇和异丁烯催化反应生甲醇和异丁烯催化反应生产甲基叔丁基醚产甲基叔丁基醚(MTBE)第一个反应精馏用于第一个反应精馏用于工业化成功生产的例子工业化成功生产的例子。分子蒸馏分子蒸馏分子蒸馏技术是近年来发展起来的一种新型液体混合物分离技术。分子蒸馏：又称短程蒸馏分子蒸馏：又称短程蒸馏，在极高在极高真空下操作真空下操作，依据分子运动平均自由依据分子运动平均自由程的差别程的差别，使液体在远低于其沸点的使液体在远低于其沸点的温度下实现分离温度下实现分离。原理：利用液体分子受热后原理：利用液体分子受热后平均自平均自由程由程不同实现分离提纯不同实现分离提纯。五、分子蒸馏五、分子蒸馏分子蒸馏的压
11、力范围：分子蒸馏的压力范围：10.01 Pa。蒸馏温度比普通精馏低，更适合于热敏性物质的高纯度分离 分子蒸馏过程：分子蒸馏过程：（1）待分离料液沿着加热板自上而下流入，形成厚度均匀的液膜厚度均匀的液膜。（2）在高真空下在高真空下、受热的液体分子从加热板蒸发逸出。（3）轻组分分子平均自由程大于蒸发面-冷凝面距离，到达冷凝面冷凝。（4）平均自由程小的重组分在加热板收集。五、分子蒸馏五、分子蒸馏 分子蒸馏的必要条件：分子蒸馏的必要条件：轻、重分子的自由程必须有差异，且差异轻、重分子的自由程必须有差异，且差异越大越好。越大越好。蒸发面与冷凝面的距离必须小于轻分子的蒸发面与冷凝面的距离必须小于轻分子的平均自由程。平均自由程。思考题思考题Why Why？?1.1.比较恒沸精馏和萃取精馏有何异同？比较恒沸精馏和萃取精馏有何异同？2.2.分子蒸馏的原理和必要条件是什么？分子蒸馏的原理和必要条件是什么？