化工特殊精馏操作方法分析说明

截至目前所开发的特殊精馏方法有水蒸汽精馏、恒沸精馏、萃取精馏、膜精馏、吸收精馏、盐效应精馏、分子精馏、反应精馏等。对含热敏物质或高沸点的物料，若与水不互溶，则可采用水蒸汽精馏分离；若与水互溶，则可采用真空精馏及分子蒸馏进行分离。对组分的挥发能力差异特别小或能形成恒沸物的最大偏差物系，通常可采用恒沸精馏和萃取精馏来进行分离。

1、水蒸汽精馏

水蒸汽精馏又称开口蒸汽精馏、直接蒸汽精馏，主要适用于与水不互溶的含热敏物质或高沸点物料的分离。

水蒸汽精馏流程与普通精馏的大致相同，只要将塔釜的间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热目阿。它是利用蒸汽与釜液的混合式换热来加热釜液，同时蒸汽冷凝形成水相层，从而使常压精馏系统的沸点保持在100℃以内的。由于被分离物与水不互溶，故馏出液及釜液中也应含有水相，所以均需用一分层器将轻、重相加以分离。

2、恒沸精馏

2．1 被分离物系可自动形成非均相恒沸物时。某些双组分匣沸物(如苯一水，丁醇一水)在温度降低时可分为两个具有一定互溶度的液层。此类恒沸物的分离不必加入第三组分，采用两个塔联合操作便可获得两个纯产品。组成为xr的料液加入塔1后，塔底得到纯丁醇，塔顶得到组成为X 的非均柑厘沸物经冷凝、冷却后得到两个液相，一为富水相，另一为富丁醇相，前者进入塔2，后者返回塔1；塔2顶部排出的是组成为XD的恒沸物，底部则获得纯水。

2．2 夹带剂可与被分离物系形成非均相恒沸物时。在原料液中加入适量的苯作夹带剂，苯与原料液将形成二元低沸点非均相恒沸物，已知常压下的恒沸点为64．85℃，恒沸组成为：苯0．539、乙醇0．228、水0．233。通过控制苯的加入量，使原料液中的水全部转入到二元恒沸物中。由于三元恒沸物的恒沸点比乙醇的沸点低，故其由恒沸精馏塔1的顶部蒸出，塔底产品为近于纯态的乙醇；塔顶蒸汽经冷凝器4冷凝后，部分液相回流，其余的进入分层器5分为轻、重两层液体；轻相为富苯相，返回塔1作为补充回流；重相为富醇相，送人苯回收塔2，以回收其中的苯。塔2顶部的三元恒沸物蒸汽进入冷凝器4中；底部产品为稀乙醇，送到乙醇回收塔3中。

2．3 塔顶产品为均相恒沸物时。被分离的物料与夹带剂一起加入恒沸精馏塔1，从塔顶蒸出恒沸物，从塔釜引出含少量夹带剂的重组分进入夹带剂分离塔4，在此处将所含少量的夹带剂蒸出，蒸出的夹带剂冷凝后与被分离物料混合后再返回恒沸精馏塔1，纯组分由夹带剂分离塔4的釜底引出。

恒沸物经冷凝器冷凝后，部分返回恒沸精馏塔1作回流，其余则送到萃取塔2以分离夹带剂及高挥发度组分。多数情况下流程选用水溶性物质作夹带剂，故可用水作萃取剂。洗涤后的高挥发度组分从萃取塔2上部引出，含有夹带剂的水溶液送到萃取剂分离塔3进行精馏，将夹带剂蒸出并经冷凝后再返回恒沸精馏塔l的顶部。塔3的釜液主要是萃取剂，送至萃取塔2循环使用。由于夹带剂是在系统内循环的，它的损失一般很小，少量的损失可由加料处或塔顶回流中添加新的夹带剂来补充。如以丙酮为夹带剂，用恒沸精馏分离苯和环己烷时，就应用这一流程。水可作为萃取剂，因为丙酮溶于水，而环己烷则几乎不溶。