共沸精餾ppt課件

共沸精餾的基本原理與萃取精餾相同，不同點(diǎn)僅在于共沸劑在影響原溶液組分的相對(duì)揮發(fā)度的同時(shí)，還與原溶液的一個(gè)組分或數(shù)個(gè)組分形成共沸物。,3.2.2共沸精餾,共沸物是二元或三元恒沸物。并且此恒沸物的沸點(diǎn)比原料中任一組分的沸點(diǎn)和原料中原恒沸物的沸點(diǎn)都低得多，此恒沸物成為恒沸精餾塔的塔頂產(chǎn)品而排出，使原料液得以分離。,1,3.2.2共沸精餾,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算二、共沸劑的選擇三、共沸精餾流程四、共沸精餾的計(jì)算五、共沸精餾與萃取精餾比較,2,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,1、名詞解釋,1）共沸物：指在一定壓力下，沸騰溫度、生成的汽相組成和液相組成不變的的一類溶液。,2）正偏差共沸物：如溶液的蒸汽壓相比理想溶液發(fā)生正偏差，即形成正偏差共沸物（最低共沸物）。,3）負(fù)偏差共沸物：如溶液的蒸汽壓相比理想溶液發(fā)生負(fù)偏差，即形成負(fù)偏差共沸物（最高共沸物）。,3,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,多組分：,在恒沸點(diǎn)處：,對(duì)于二元共沸物，混合物的蒸汽壓組成曲線上之極值點(diǎn)相當(dāng)于汽、液平衡相的組成相等。,2.二元系,4,（1）二元均相共沸物,當(dāng)系統(tǒng)壓力不高時(shí)，汽相可視為理想氣體。液相視為非理想溶液：,共沸點(diǎn)處：,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,即：或計(jì)算方程,5,已知總壓P，如何求共沸組成x和共沸溫度T,4）代入：校核方程,1）假定T；,2）計(jì)算P1S和P2S；,3）由1f(x1,T,P)、2f(x2,T,P)和1/2=P1S/P1S計(jì)算x1；,5）如上式成立，則結(jié)束計(jì)算，如不成立，則假定新的T，繼續(xù)試差計(jì)算。,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,已知x、T、P任一個(gè)參數(shù)，求另外二個(gè)還需要一個(gè)關(guān)系式。,6,不用試差呀！,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,7,例36已知P=86.659kPa，求共沸時(shí)x、T。,8,1)特征：兩個(gè)液相，二元三相共存。,在恒溫下，兩液相蒸汽壓大于純組分的蒸汽壓，且蒸汽組成介于兩個(gè)液相組成之間非均相共沸物實(shí)用。,(2）二元非均相共沸物,當(dāng)系統(tǒng)壓力不高時(shí)，汽相可視為理想氣體。液相視為非理想溶液：,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,9,液相組分1為主，液相組分2為主,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,代入上式：,若相互溶度很?。?若E1，則形成非均相共沸物。PiS相差越小，相互溶解度越小，則易形成共沸物。,10,2）平衡計(jì)算,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,除考慮汽液平衡外，還要考慮液液平衡。,計(jì)算方程：,校核方程：,11,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,3.三元系,多元共沸物汽液相組成相等點(diǎn)并不一定對(duì)應(yīng)于恒壓下Tx圖上的極值點(diǎn)或恒溫下Px圖上的極值點(diǎn)。,1）多元共沸物的特征,12,2）三元均相共沸組成的計(jì)算,一、共沸物的特性與其組成的計(jì)算,13,二、共沸劑的選擇,根據(jù)不同分離對(duì)象及目的選擇共沸劑，共沸精餾通常用于從沸點(diǎn)相近的組分或共沸物中分離一個(gè)或多個(gè)組分。,1.共沸劑選擇原則,（1）分離沸點(diǎn)相近的組分1）共沸劑與原溶劑中一個(gè)組分形成一個(gè)二元正偏差共沸物；2）共沸劑與原溶劑中二個(gè)組分分別形成兩個(gè)二元正偏差共沸物；3）共沸劑與原溶劑中二個(gè)組分形成一個(gè)三元正偏差共沸物，其沸點(diǎn)比任何二元共沸物沸點(diǎn)都低，一般要求低10以上，且組分不同，若非均相更好。,14,1.共沸劑選擇原則,二、共沸劑的選擇,（2）分離共沸物,1）生成一個(gè)二組分正偏差共沸物，其沸點(diǎn)比原共沸物低；且組成不同于原共沸物。2）生成一個(gè)三組分正偏差共沸物，其沸點(diǎn)比原共沸物低，且組成不同于原共沸物。,15,顯著影響關(guān)鍵組分的汽液平衡;共沸劑容易分離和回收;用量少,氣化潛熱低;與進(jìn)料組分互溶,不生成兩相,不與進(jìn)料中組分起化學(xué)反應(yīng);無腐蝕，無污染;價(jià)廉，易得。,2共沸劑的條件,二、共沸劑的選擇,16,17,三、共沸精餾流程,（一）雙壓精餾,如果壓力變化明顯影響共沸組成，則采用兩不同壓力操作的雙塔流程，可實(shí)現(xiàn)二元共沸物完全分離。,例：分離甲乙酮水,二元正偏差共沸物,常壓：xMEK=0.65,0.7MPa：xMEK=0.5,物料衡算：二個(gè)塔作一個(gè)整體,圖3-31雙壓精餾流程,三、共沸精餾流程,18,圖3-31雙壓精餾流程,三、共沸精餾流程,應(yīng)用：甲乙酮-水；四氫呋喃-水；甲醇-甲乙酮；甲醇-丙酮,19,20,（二）二元非均相共沸物的精餾,如果二組分能夠形成非均相共沸物，那么不必另加共沸劑便可實(shí)現(xiàn)二組分的完全分離。,例：分離正丁醇（1）水（2）,圖3-33分離非均相共沸物的流程,21,四、共沸精餾的計(jì)算,共沸物精餾體系非理想性強(qiáng)、組分多、變量多，不宜使用簡(jiǎn)捷法，而嚴(yán)格計(jì)算也變得非常復(fù)雜。,五、共沸精餾與萃取精餾的比較,共同點(diǎn)：,基本原理相同，都是通過加入適量的質(zhì)量分離劑，改變組分之間的相互作用，增大組分的揮發(fā)度差異，實(shí)現(xiàn)精餾分離。,22,1.消耗的熱量共沸精餾的共沸劑由塔頂蒸出消耗的熱量多；萃取精餾的共沸劑由塔釜排出消耗的熱量少。若原料液中輕組分的含量較少，共沸精餾消耗的熱量也可能不大于萃取精餾2.操作共沸精餾因共沸組成的限制，操作條件比較苛刻，但可用于間歇操作和連續(xù)操作。萃取精餾可在較大的范圍內(nèi)變化其過程參數(shù)，比較靈活，適用于連續(xù)操作。,不同點(diǎn)：,23,六、共沸精餾與萃取精餾的比較,3.溶劑選取共沸精餾的共沸劑要符合生成共沸物的條件（s，x1），對(duì)特定體系，可供選擇的共沸劑數(shù)目不如萃取精餾多。對(duì)于原料液的分離，若兩者均可，則優(yōu)先考慮萃取精餾。4.熱敏性物料在同一操作壓力下，由于共沸精餾（操作溫度）比萃取精餾要求低，因此，若有熱敏性組分時(shí)，選用共沸精餾比較有利。5.塔板效率萃取精餾因加入大量的萃取劑，塔內(nèi)液相流量遠(yuǎn)大于氣