以分離乙醇-水恒沸物為例,可在其中加入苯作添加劑,加入苯之后的溶液形成了苯-水-乙醇的三組分非均相恒沸物。恒沸精餾采用如圖所示的流程,在恒沸精餾塔Ⅰ中部加入接近恒沸組成的乙醇-水溶液,塔頂加入苯。 ②新形成的恒沸物要便于分離,以回收其中的挾帶劑,如上例中乙醇-苯-水恒沸物是非均相的,用簡單的分層方法即可回收大部分的苯。
正文
如果雙組分溶液A、B的相對揮發度很小,或具有均相恒沸物,此時可加入某種添加劑C進行精餾。這里C又稱挾帶劑。它與原溶液中的一個或兩個組分形成新的恒沸物(AC或ABC),該恒沸物與純組分B(或A)之間的沸點差較大,從而可較容易地通過精餾獲得純B(或A)。
以分離乙醇-水恒沸物為例,可在其中加入苯作添加劑,加入苯之后的溶液形成了苯-水-乙醇的三組分非均相恒沸物。此恒沸物的恒沸點為64.9℃,其組成摩爾分數為:苯0.539,乙醇0.228,水0.223。
恒沸精餾采用如圖所示的流程,在恒沸精餾塔Ⅰ中部加入接近恒沸組成的乙醇-水溶液,塔頂加入苯。精餾時,沸點最低的三組分恒沸物由塔頂蒸出,經冷凝并冷卻至較低的溫度后在分層器中分層。在20℃時兩層液體的組成(摩爾分數)分別為
上層苯相:苯0.745,乙醇0.217及少量水,
下層水相:苯0.0428,乙醇0.35,其余為水。
其中苯相回流入Ⅰ塔作回流,苯作為挾帶劑循環使用。Ⅰ塔釜液為高純度乙醇。分層器中的水相進入塔Ⅱ以回收其中的苯。Ⅱ塔塔頂所得的恒沸物并入分層器,塔底為稀乙醇-水溶液,可用普通精餾塔Ⅲ回收其中的乙醇,塔釜廢水棄去。
選擇適當的挾帶劑是三組分恒沸精餾成敗的關鍵,對挾帶劑的基本要求:
①挾帶劑能與待分離組分之一(或兩個)形成最低恒沸物,并且希望與料液中含量較少的組分形成恒沸物從塔頂蒸出,以減少操作的熱能消耗。
②新形成的恒沸物要便于分離,以回收其中的挾帶劑,如上例中乙醇苯-水恒沸物是非均相的,用簡單的分層方法即可回收大部分的苯。
③恒沸物中挾帶劑的相對含量少,即每份挾帶劑能帶走較多的原組分,這樣挾帶劑用量少,操作較為經濟。
參考資料 >