新型分离技术--第3部分-特殊精馏技术教学文稿.ppt

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1、新型分离技术--第3部分-特殊精馏技术工业酒精共沸精馏制取无水酒精（苯为共沸剂）乙醇-水二元共沸物（共沸点78.15，x=0.894）苯-环己烷的萃取精馏分离（糠醛为萃取剂）苯沸点80.1℃，环己烷沸点80.73℃,相对挥发度0.98。糠醛沸点161.7℃，含量对相对挥发度的影响如下：苯2加盐精馏在被分离的二元混合物中加入盐，利用盐效应来提高两组分的相对挥发度而使难分离的物系易于分离，称为加盐精馏。盐效应：将盐溶解在两组分的液相混合物中时，溶液的沸点、两组分的互溶度、气液相平衡组成等均发生变化。宏观：各组分对盐的溶解度不同，故各组分蒸汽压下降的程度也不同。如氯化钙在水中溶解度27.

2、5%（mol%），乙醇中16.5%，加入氯化钙使水蒸汽压下降程度更大，故相对挥发度提高。微观：盐是强极性电解质，介电常数较大的水分子聚在盐离子周围，活度系数减少，而乙醇分子远离，活度系数增加，使相对挥发度提高。加盐精馏制取无水乙醇加盐萃取精馏提纯叔丁醇3反应精馏在特定的条件下，将反应过程与精馏过程进行集成，使反应与精馏在蒸馏设备中同时进行的技术，称为反应精馏。若化学反应在固体催化剂与液相的接触表面上进行，称为催化精馏。原理：当某一产物的挥发度大于反应物时，在反应的同时用精馏的方法及时分离出产物，打破原有平衡，使反应继续向生成物的方向进行，因而可提高单程转化率；又可将反应放出的热量直

3、接用于产物分离而达到节能的目的。应用：酯化、醚化、水解、皂化、异构化等。（1）反应精馏的特点生成产物及时移出反应区，对可逆和复杂反应，化学平衡向生成物的反应方向移动，可提高反应的转化率和选择性。由于生成的产物及时移出，使得反应物总浓度提高，有利于加快反应速率。利用了反应热，降低了精馏过程的能耗。反应器与精馏塔合二为一，节省了设备投资。对于某些难分离的体系，可通过反应精馏使其中某组分进行反应，而将另一组分分离出来。（2）反应精馏的基本要求化学反应必须在液相中进行；在操作压力下，主反应的反应温度和目的产物的泡点温度接近，以使目的产物及时从反应体系中移出；主反应不能是强吸热反应，否则精馏

4、操作的传热和传质会受到严重影响，使塔板分离效率降低；主反应时间和精馏时间相比，主反应时间不能过长，否则精馏塔的分离能力不能得到充分利用。（3）反应精馏的应用反应类型化学反应酯化醋酸+乙醇→醋酸乙酯酯交换苯二甲酸二甲酯与乙二醇反应皂化二氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷水解甲酸甲酯水解生成甲酸异构化β甲代烯丙基异构成β,β’-二甲基氯乙烯卤化溴化钠和硫酸与乙醇反应生成溴乙烷反应类型化学反应胺化甲酸甲酯与二甲胺合成二甲基甲酰胺乙酰化苯胺的乙酰化硝化苯与硝酸制取硝基苯脱水三甲基甲醇脱水生成异丁烯氯化达依赛尔法合成甘油醚化异丁烯与甲醇合成甲基叔丁基醚反应精馏法合成乙酸乙酯甲基叔丁基醚（MTBE）的生

5、产工艺甲醇和异丁烯在强酸性离子交换树脂上催化反应（醚化）生成甲基叔丁基醚。催化填料为酸性阳离子交换树脂。甲醇异戊烯醚脱醚制取异戊烯异戊烯沸点最低且不易与醚及醇分开，故需较长的精馏段；醇沸点较高，易与其他物质分开，提馏段可缩短，故催化剂装填在塔的下部。产物异戊烯生成后较快离开反应区，从塔顶分离出，使反应区维持较低的生成物浓度，促进正向反应。催化填料为酸性阳离子交换树脂。苯烷基化制异丙苯苯(A)与丙烯(B)催化反应合成异丙苯(C)，苯的沸点远大于丙烯，故苯从反应段上部进料，可只设反应段和提馏段。烷基转移反应过程中同时伴有烷基转移反应：烷基化反应：A+B→C（主）；B+C→D（副）烷基转

6、移反应：A+D=2C（副）D为二异丙苯；催化填料为酸性沸石或酸性阳离子树脂1-催化精馏塔2-异丙苯塔3-多烷基苯塔4-反烃化反应器异丙苯、二异丙苯等二异丙苯等二异丙苯异丙苯、丙烯苯丙烯异丙苯4分子蒸馏分子蒸馏又称短程蒸馏，是在高真空下进行，根据分子运动平均自由程的差别，使液体在远低于沸点的温度下蒸馏分离，受热时间短，特别适于处理高沸点及热敏性物系。基本原理：不同分子的有效直径不同，平均自由程也有差异，即混合液的分子受热后从液面逸出，不与其它分子发生碰撞所运行的距离是不相同的。一般来讲，轻分子的平均自由程比重分子大，若在离蒸发面小于轻分子平均自由程而大于重分子平均自由程处设置一个冷凝

7、面，轻分子可到达冷凝面，破坏平衡，使其继续逸出。而重分子则不能到达冷凝面，很快会与液相重分子处于动态平衡，表观上不再从液面逸出，从而使混合物得以分离。分子蒸馏的特点高真空下进行，一般压力在0.01-10Pa；无需在沸点下进行，一般操作温度远低于沸点；分子受热时间短；理论上，轻分子没有返回蒸发面的可能，所以是不可逆的；分离因子取决于蒸汽压差别及分子量差别被分离物料名称（不同蒸馏比较）亚油酸鱼油乙酯蒸发温度/℃分子蒸馏真空蒸馏140200130-140220真空度/Pa分