恆沸精餾是指若在兩組分恆沸液中加人第三組分( 稱為挾帶劑),該組分能與原料液中的一個或兩個組分形成新的恆沸液，從而使原料液能用普通精餾方法分離的精餾操作。 恆沸精餾可分離具有最低恆沸點的溶液、具有最高恆沸點的溶液以及揮發度相近的物系。恆沸精餾的流程取決於夾帶劑與原有組分所形成的恆沸液的性質。在恆沸精餾中,需選擇適宜的夾帶劑。
基本介紹
定義,類型,
定義
類型
雙組分非均相恆沸精餾
某些雙組分溶液的恆沸物是非均相的，在恆沸組成下溶液可分為兩個具有一定互溶度的液層，此類混合物的分離毋須加入第三組分而只要用兩個塔聯合操作，便可獲得兩個純組分。
現以糠醛-水為例說明此種精餾過程。在101.3kPa下恆沸組成為0.0919（均為糠醛的摩爾分數，下同），恆沸點為79.9℃。現將含糠醛0.0071的原料液加入一個精餾塔（記為a）的中部，塔釜通入水蒸氣直接加熱，該塔釜液的排出組成為0.00009，幾乎為純水。塔頂氣相組成接近恆沸組成，經冷凝後分層，上層為水相，組成約0.02，作為a塔的回流。下層為醛相，組成約為0.701，可加入另一塔（記為b）的頂部進一步提純。b塔釜液組成可提高至含糠醛99%以上，作為產品排出。塔頂氣相組成接近為恆沸物，經冷凝後一併進入分層器。
此類精餾問題的計算方法與一般連續精餾相同，兩個塔的操作範圍分別在恆沸組成的兩邊，且在極低含量下平衡線可作直線處理。
如果料液組成在兩相區的範圍，則可將原料加入塔頂分層器，經分層後分別進入兩個塔的塔頂進行精餾。
三組分恆沸精餾
如果雙組分溶液A、B的相對揮發度很小，或具有均相恆沸物，此時可加入某種添加劑C（又稱挾帶劑）進行精餾。此挾帶劑C與原溶液中的一個或兩個組分形成新的恆沸物（AC或ABC），該恆沸物與純組分B（或A）之間的沸點差較大，從而可較容易地通過精餾獲得純B（或A）。
以分離乙醇-水恆沸物為例，可在其中加入苯作添加劑，加入苯之後的溶液形成了苯-水-乙醇的三組分非均相恆沸物。此恆沸物的恆沸點為64.9℃，其組成摩爾分數為：苯0.539，乙醇0.228，水0.223。
恆沸精餾採用如圖所示的流程，在恆沸精餾塔Ⅰ中部加入接近恆沸組成的乙醇-水溶液，塔頂加入苯。精餾時，沸點最低的三組分恆沸物由塔頂蒸出，經冷凝並冷卻至較低的溫度後在分層器中分層。在20℃時兩層液體的組成（摩爾分數）分別為
上層苯相：苯0.745，乙醇0.217及少量水，
下層水相：苯0.0428,乙醇0.35，其餘為水。
其中苯相回流入Ⅰ塔作回流，苯作為挾帶劑循環使用。Ⅰ塔釜液為高純度乙醇。分層器中的水相進入塔Ⅱ以回收其中的苯。Ⅱ塔塔頂所得的恆沸物併入分層器，塔底為稀乙醇-水溶液，可用普通精餾塔Ⅲ回收其中的乙醇，塔釜廢水棄去。
乙醇－水的恆沸精餾
乙醇－水的恆沸精餾