特殊蒸餾vs常規(guī)蒸餾

特殊蒸餾常規(guī)蒸餾是根據(jù)液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同而實(shí)現(xiàn)組分之間的分離。

若體系為恒沸液,或組分間的揮發(fā)性相差很小,或被分離物系具有熱敏性,則無法用常規(guī)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(diǎn)的非理想溶液,若用常規(guī)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(diǎn),恒沸物中乙醇的摩爾分率為0.894,質(zhì)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(diǎn)更低的恒沸液,從而使組分間的相對揮發(fā)度增大,并可用蒸餾法進(jìn)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(diǎn)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(dāng),則原料液中的水分可全部轉(zhuǎn)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(dāng)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(jìn)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(guān)鍵。選擇挾帶劑時應(yīng)著重考慮下列因素。

(1）挾帶劑應(yīng)能與被分離組分形成新的恒沸液,其恒沸點(diǎn)要比純組分以及前恒沸液的沸點(diǎn)低,一般兩者的沸點(diǎn)差應(yīng)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(yīng)無毒、無腐蝕性,熱穩(wěn)定性要好,且來源容易,價格低廉。

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