萃取精馏.doc

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1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除萃取精馏及其应用摘要：萃取精馏在近沸点物系和共沸物的分离方面是很有潜力的操作过程。萃取精馏是一种特殊的精馏方法。以改变塔内需要分离组分的相对挥发度 。选择合适的溶剂可以增强分离组分之间的相对挥发度, 从而可以使难分离物系转化为容易分离的物系。本文对萃取精馏的优缺点进行阐述以及提出对缺点的改进并对萃取精馏的前景进行展望。Extractive distillation in nearly boiling material and separating azeotrope is very potential operation process. Ext

2、ractive distillation is a kind of special rectification method. In order to change the tower requires the separation of components of the relative volatility of separation. This paper expounds the advantages and disadvantages of extract：extractive distillation extraction agent advantages and disadva

3、ntages application prospect Extractive distillation in nearly boiling material and separating azeotrope is very potential operation process. Extractive distillation is a kind of special rectification method. In order to change the tower requires the separation of components of the relative volatilit

4、y of separation. This paper expounds the advantages and disadvantages of extractive distillation and put forward to the disadvantages of improvement and Prospect of extractive distillation.Abstracr ： Extractive distillation in nearly boiling material and separating azeotrope is very potential operat

5、ion process. Extractive distillation is a kind of special rectification method. In order to change the tower requires the separation of components of the relative volatility of separation. This paper expounds the advantages and disadvantages of extractive distillation and put forward to the disadvan

6、tages of improvement and Prospect of extractive distillation.Key words : extractive distillation extraction agent advantages and disadvantages application prospect一、萃取精馏的简介萃取精馏：向精馏塔顶连续加入高沸点添加剂，改变料液中被分离组分间的相对挥发度，使普通精馏难以分离的液体混合物变得易于分离的一种特殊精馏方法。萃取精馏的原理：若采用普通精馏的方法进行分离，将很困难，或者不可能。对于这类物系，可以采用特殊精馏方法，向被分离物系

7、中加入第三种组分，改变被分离组分的活度系数，增加组分之间的相对挥发度，达到分离的目的。如果加入的溶剂与原系统中的一些轻组分形成最低共沸物，溶剂与轻组分将以共沸物形式从塔顶蒸出，塔底得到重组分，这种操作称为共沸精馏；如果加入的溶剂不与原系统中的任一组分形成共沸物，其沸点又较任一组分的沸点高，溶剂与重组分将随釜液离开精馏塔，塔顶得到轻组分，这种操作称为萃取精馏。萃取精馏的流程：由于溶剂的沸点高于原溶液各组分的沸点，所以它总是从塔釜排出的。为了在塔的绝大部分塔板上均能维持较高的溶剂浓度，溶剂加入口一定要在原料进入口以上。但一般情况下，它又不能从塔顶引入，因为溶剂入口以上必须还有若干块塔板，组成溶剂回

8、收段，以便使馏出物从塔顶引出以前能将其中的溶剂浓度降到可忽略的程度。溶剂与重组分一起自萃取精馏塔底部引出后，送入溶剂回收装置。一般用蒸馏塔将重组分自溶剂中蒸出，并送回萃取精馏塔循环使用。一般，整个流程中溶剂的损失是不大的，只需添加少量新鲜溶剂补偿即可。例如料液为异辛烷-甲苯混合物,相对挥发度很小。从精馏塔近塔顶处 加入苯酚（正常沸点为 181）作为添加剂。苯酚的挥发度很小，全部与甲苯一起从塔底排出。添加剂在每块塔板上保持一定的浓度，使相平衡关系发生有利于分离的变化。从塔底排出的添加剂，可用另一精馏塔进行回收，并循环使用。为避免少量添加剂从塔顶随易挥发组分逸出，可在添加剂入口以上设一两块塔板予以

9、回收，称为添加剂回收段。 二、萃取剂添加剂的用量对于萃取精馏的分离效果和经济性有很大影响。以异辛烷和甲苯在不同苯酚（添加剂）浓度下的相平衡关系（图1）为例，可知添加剂的浓度较高时，原组分间的相对挥发度较大，分离所需的塔板数也较少。然而添加剂用量大，回收费用增大。因此，添加剂的最佳用量，须通过经济核算来决定。当原料和添加剂按一定比例加入时，还有相应的最适宜回流比。操作时不适当地增大回流比，就降低了添加剂浓度，反而使分离效果变坏。 萃取精馏中溶剂的选择性可用加入萃取剂后物系中欲分离组分的相对挥发度与未加萃取剂组分时的相对挥发度的比值来表示。溶剂的选择性还可用所需分离组分在溶剂中的无限稀活度系数之比

10、来表示。1，萃取剂的选择原则是：（1）萃取剂的选择性要大。被分离组分在萃取剂种相对挥发度增大的赴欧，分离就容易，也就是所选择的萃取剂选择性大。选择性是选择萃取剂最主要的依据。因为选择性的大小也就决定了被分离组分种轻重关键组分分离的难易程度。因此塔板数的多少，回流比的大小（它影响到塔径）也与它有密切的关系。（2）萃取剂对被分离组分的溶解度要大，这样塔板上的液体才能形成均相，不会分层。（3）萃取剂的沸点应比被分离组分的沸点高的多，否则萃取剂易从塔顶挥发损失掉。（4）热稳定性、化学稳定性要好，无毒性，不腐蚀设备。（5）回收容易，价廉易得。2，萃取剂筛选的方法：有实验法、数据库查询法、经验值方法、计算

11、机辅助分子设计法用实验法筛选溶剂是目前应用最广的方法，可以取得很好的结果，但是实验耗费较大，实验周期较长。实验法有直接法、沸点仪法、色谱法、气提法等。实际应用过程中往往需要几种方法结合使用，以缩短接近目标溶剂的时间。溶剂筛选的一般过程为：经验分析、理论指导与计算机辅助设计、实验验证等。若文献资料和数据不全，则只有采取最基本的实验方法，或者采取颇具应用前景的计算机优化方法以寻求最佳溶剂。三、 萃取精馏的分类1，连续萃取精馏连续萃取精馏过程中，进料、溶剂的加入及回收都是连续的。连续萃取精馏一般采用双塔操作，第一个塔是萃取精馏塔，被分离的物料由塔的中部连续进入塔内，而溶剂则在靠近塔顶的部位连续加人。

12、在萃取精馏塔内易挥发组分由塔顶馏出，而难挥发组分和溶剂由塔底馏出并进入溶剂回收塔。在溶剂回收塔内，可使难挥发组分与溶剂得到分离，难挥发组分由塔顶馏出，而溶剂由塔底馏出并循环回送至萃取精馏塔。人们对连续萃取精馏的研究, 主要集中在如下物系的分离上面: 1) 芳烃及其衍生物的分离。如苯和甲苯的回收、混合二甲苯的分离、间二氯苯和对二氯苯的分离、对甲酚和2, 6- 二甲酚的分离; 2) 醇的分离与提纯。如乙醇和异丙醇的分离、醇和乙酸酯的分离及由乙醇- 水溶液中回收高纯乙醇; 3) 有机酸的分离; 4) 烷烃和烯烃等的分离。2，间歇萃取精馏间歇萃取精馏是近年来兴起的新的研究方向，由于间歇萃取精馏具有间歇

13、精馏和萃取精馏的优点，近年来引起了一些学者的注意。间歇萃取精馏比连续萃取精馏复杂得多，其流程及操作方法与连续萃取精馏不同。间歇萃取精馏的操作步骤如下：不加溶剂进行全回流操作；加溶剂进行全回流操作；加溶剂进行有限回流比操作；有限回流操作，停止向萃取精馏塔加溶剂。恒塔顶组成操作包括3种方法：(1)溶剂的进料速率保持不变，改变回流比；(2)保持回流比恒定，改变溶剂的进料速率，此方法在理论上是可行的，但在实践中却难以实现；(3)同时改变回流比和溶剂进料速率。间歇萃取精馏操作灵活, 通过一个塔可以得到多个产品, 而且溶剂也可以在这一个塔中得到回收。四、萃取精馏的应用1，萃取精馏应用（1）是沸点相近的烃的

14、分离，如最典型的丁烯与丁二烯的分离，两者沸点相差只有2，相对挥发度为1.03。（2）是共沸物的分离，如甲醇一丙酮、乙醇一乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有机物水溶液。萃取精馏主要用于那些加入添加剂后，因相对挥发度增大所节省的费用，足以补偿添加剂本身及其回收操作所需费用的场合。萃取精馏最初用于丁烷与丁烯以及丁烯与丁二烯等混合物的分离。2，萃取精馏的优点是增加了被分离组分之间的相对挥发度，使难分离物系的分离能够进行；缺点是加入的萃取剂量较大，增大了分离过程的能耗。因此，对萃取精馏进行改进，对强化分离过程具有重要意义。加盐萃取精馏既解决了溶盐精馏中盐的溶解和运输问题，又改进了萃取精馏中萃取剂用量大、塔板效率

15、低的缺点。五、总结萃取精馏溶剂的筛选一般要经过计算筛选和实验筛选。随着计算机技术的发展，将分子设计应用于萃取精馏计算筛选可以大大减少实验工作量。溶剂加盐是萃取精馏溶剂优化的一个重要策略。如果遇到萃取精馏分离过程，可以尝试采用加盐的方式对溶剂进行改进。在萃取精馏溶剂选择和优化过程中，由于基础溶剂和助溶剂受到诸多方面制约，使可选择范围缩小，这对选择和发现新的溶剂极为不利。在普通精馏不能完成的分离场合，应该优先考虑萃取精馏，然后是其他的特殊精馏方式和分离方法。其主要的发展方向为：一方面，可以将其与传统分离过程相结合，建立新的耦合过程强化分离效果；另一方面，多样化的萃取剂与盐的组合吸引了众多研究者在此

16、领域进行探索，并取得了一定的进展。萃取精馏近些年的进展主要是间歇萃取精馏的提出和混合溶剂的研究。间歇精馏是精细化工生产中的重要单元操作，其主要特点有：(1)能单塔分离多组分混合物；(2)允许进料组分浓度在很大的范围内变化；(3)可适用于不同分离要求的物料，如相对挥发度及产品纯度要求不同的物料。此外间歇精馏还比较适用于高沸点、高凝固点和热敏性等物料的分离。随着精细化工等工业的发展，对间歇精馏技术的要求越来越高，间歇精馏技术也日益受到前所未有的重视。近年来，一些高效、节能的新间歇精馏操作方法被提出，并在工程上得到了一定的应用。萃取精馏的关键是选择合适的萃取剂, 关于萃取剂的选择当今研究得还不甚深入, 仍需做进一步的工作。参考文献：1刘家棋.分离过程M.北京:化学工业出版社,2002.2宋海华,孙伟,王秀丽,等.萃取精馏溶剂选择的研究进展J.化学工业与工程,2002,19(1).3崔现宝,杨志才,冯天扬.萃取精馏及进展J.化学工业与工程,2001,18(4).4胡兴兰,周荣琪.萃取精馏溶剂筛选方法的评述J.承德石油高等专科学校学报,2007,9.【精品文档】第 4 页