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1、用加水萃取精馏制取无水乙醇E+化工1班夏亚琴（武汉工程大学）Abstract:Dehydratedethanolisnowusedinpharmaceutical,chemical,energyandotherindustries,ithastheincreasingdemand.Therearetwomainmethods:distillationbysalteffectandextractivedistillationwithsaltforthepreparationofethanol.Inthepaper,salteffectsonwerepr
2、esentedandanalyzed.Saltselectionandrecentprogressofsalteffectandtheirseparationapplicationinchemicalengineeringwerereviewedindetail.Keywords:dehydratedethanol；salteffect；distillationbysalteffect；extractivedistillationwithsalt摘要：无水乙醇在制药、化学，能源和其他领域的需求量正在加大。制取无水乙醇主要有两种方法，其一是利用盐效应精
3、馏，其二是萃取精馏。本文讨论了加盐萃取精馏制无水乙醇的理论分析。包括盐的选择和最近盐效应的进展以及详细讨论了它们工艺分离和应用。关键词：无水乙醇，盐效应，加盐精馏，加盐萃取1引言对于具有恒沸点的乙醇一水体系的分离,目前普遍采用先脱水后蒸馏的间歇分离方法,如石灰(CaO)脱水法、离子交换树脂脱水法、4A型分子筛脱水法等。这些方法均存在着劳动强度大、原料损耗多、间歇蒸馏过程中有头液和尾液等缺点,既影响了生产率,又影响了企业的经济效益。为了解决这一问题,曾经研究用纯乙二醇进行萃取蒸馏,其溶剂用量大,且效果也不理想;后又改用只加盐破恒沸点进行蒸馏试探,但效果
4、差,同时也容易堵塞。而采用萃取剂中加盐溶解[2],处理CH。OH一H20体系,分离效果明显,是一种较为理想的蒸馏方法。2实验研究加盐萃取精馏中盐及萃取剂的选择很重要。盐的选择要满足盐不能和溶液中的物质发生化学反应，稳定性好，不易挥发，价格便宜，容易获得，安全无毒等条件。选择萃取剂应遵循容易回收和循环利用，有较好的热稳定性和化学稳定性等原则。2.1萃取剂的选择根据相似相溶的规律，极性物质易溶于极性物质中，非极性物质易溶于非极性溶剂中。乙二醇的介电常数为37．70，而乙醇的介电常数为24．30，水的介电常数为78．30，由此可以看出乙二醇的介电常数是介于
5、乙醇和水之间，显然，它们对水的亲和力要大于乙醇对水的亲和力，乙二醇的存在破坏了乙醇—水体系的恒沸点，提高了乙醇的挥发度(乙二醇的分子结构以及强吸水性是破坏乙醇—水恒沸物的原因)，所以，本实验最终确定乙二醇为本实验的萃取剂。2.2盐的选择实验仪器为一般的循环式汽液平衡仪。首先将恒沸组成(88%分子分数的乙醇)的乙醇一水溶液加入平衡釜中,然后加入溶剂和盐。溶剂比为1:1(含盐乙二醇与乙醇水溶液之体积比),盐的浓度为0.2克(盐)/毫升(溶剂)。将混合液充分摇匀后,加热至沸，沸腾约20分钟,待温度恒定达到汽液平衡后,即可取样分析。用国产2305气相色谱仪进
6、行分析,根据色谱峰高计算相对挥发度:式中:汽相中乙醇的峰高、水峰高;液相中乙醇的峰高、水峰高。用恒沸液对乙醇一水体系进行实验,以分别研究盐、溶剂以及溶剂加盐对相对挥发度的影响。实验结果见表1。表1各种盐和溶剂对相对挥发度的影响萃取剂相对挥发度可看出,乙醇一水体系由于盐的加入提高了它的相对挥发度。其原因可解释为,氯化钙在乙醇和水中的溶解度不同,在水中的溶解度大,水的蒸汽压下降很多。在乙醇中的溶解度小,乙醇的蒸汽压下降很少,因此乙醇对水的相对挥发度提高了。从溶液内部分子间的相互作用来看,由于盐是强电解质,它在水溶液中离解为离子,产生电场。溶液中水分子和乙
7、醇分子的极性和介电常数不同,在盐离子电场的作用下,极性强、介电常数大的水分子就会较多地聚集在离子周围。水的活度系数即减少,从而提高了乙醇对水的相对挥发度。实验证明,在乙二醇中加人少量盐,可以改进溶剂的效果,使乙醇一水的相对挥发度提高30%以上。根据各种盐对汽液平衡的影响来看,基本上符合德拜静电理论川,即金属离子的价数越高效果越好,例如AlCl3>CaC12>NaCl,Al(No3)3>Cu(NO3)2>KNO3。在工业上选择盐时,不仅要求选择性高,效果好,还要考虑成本低,化学稳定性好,溶解度大,腐蚀性小。根据生产单位的实际情况,可以选择KAc十乙二醇
8、或caCI:十乙二醇。将乙醇一水恒沸组成的溶液加入平衡釜内,然后加入溶剂和盐,缓慢加热至沸腾,平衡后取样分析
