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共沸精馏的原理

精馏是利用不同组份在气—液两相间的分配,通过多次气液两相间的传质和传热来达到分离的目的。对于不同的分离对象,精馏方法也会有所差异。例如,分离乙醇和水的二元物系。由于乙醇和水可以形成共沸物,而且常压下的共沸温度和乙醇的沸点温度极为相近,所以采用普通精馏方法只能得到乙醇和水的混合物,而无法得到无水乙醇。为此,在乙醇一水系统中加入第三种物质,该物质被称为共沸剂。共沸剂具有能和被分离系统中的一种或几种物质形成最低共沸物的特性。在精馏过程中共沸剂将以共沸物的形式从塔顶蒸出,塔釜则得到无水乙醇。这种方法就称作共沸精馏。
可以用共沸精馏方法分离一般包括无水乙醇、正丁醇—水二元非均相共沸体系,甲乙酮—水共沸体系(变压)加共沸剂:环己烷—苯—丙酮共沸体系,其中丙酮是共沸剂。在连续精馏中,如果共沸剂加入量超过最小共沸量时,塔釜出料中苯的含量越多。
根据加入的第三组分能否和原来组分形成两个液相,可分为均相共沸精馏和非均相共沸精馏,两者都是均是通过加入共沸剂与系统中一种或多种物质形成最低共沸物,共沸剂以共沸物的形式从塔顶蒸出,塔釜得到相对较纯的组分。但非均相共沸精馏中加入第三组分(共沸剂)后能与原来的组分形成两个液相,采用分相器使共沸剂回流,另一相采出,可以节省共沸剂的使用量;而均相共沸精馏回流到塔内的是多组元共沸物,共沸剂的用量和能耗均较高。

共沸精馏实验装置数字型

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