每個(gè)人都曾試圖在平淡的學(xué)習(xí),、工作和生活中寫一篇文章,。寫作是培養(yǎng)人的觀察,、聯(lián)想,、想象,、思維和記憶的重要手段,。寫范文的時(shí)候需要注意什么呢,？有哪些格式需要注意呢？以下是小編為大家收集的優(yōu)秀范文,，歡迎大家分享閱讀,。

簡述萃取精餾過程 萃取,蒸餾篇一

1、直接水蒸汽加熱的精餾塔適用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的情況,。與＿＿＿＿＿＿＿回流相對(duì)應(yīng)的理論塔板數(shù)最少,。在塔頂為全凝器的連續(xù)精餾塔中，完成一定分離任務(wù)需ｎ塊理論板,。如按下圖設(shè)計(jì),，在相同操作條件下，完成相同的分離任務(wù),，則所需理論板數(shù)為＿＿＿＿＿＿,。答：難揮發(fā)組分為水，且要求釜液中易揮發(fā)組分濃度很低,；全,；n-1

2、水蒸汽蒸餾的先決條件是料液與水____________,。這樣可以__________體系的沸點(diǎn),。在回流比不變的情況下，為了提高塔頂產(chǎn)品濃度，可以__________回流液溫度,。向連續(xù)精餾塔加料可能有＿＿＿種不同的熱狀況,。當(dāng)進(jìn)料為氣液混合物且氣液摩爾比為２比３時(shí)，則進(jìn)料熱狀況參數(shù)ｑ值為＿＿＿＿,。

答：不互溶,；降低；降低,；五種,；q=3/5=0.6。

3,、設(shè)計(jì)二元理想溶液精餾塔時(shí),，若ｆ，ｘf,，ｘd,，ｘw不變，則隨原料中液相分率的增加其最小回流比＿＿＿＿＿＿＿＿,。在相同回流比下,，總理論板數(shù)＿＿＿＿；精餾段理論板數(shù)＿＿＿＿,； 塔頂冷凝器熱負(fù)荷＿＿＿＿＿＿,；塔釜熱負(fù)荷＿＿＿＿＿。

答：下降,；下降,；下降；不變,；上升,。

4、①理想溶液的特點(diǎn)是同分子之間的作用力＿＿＿＿異分子之間的作用力,，形成的溶液＿＿＿容積效應(yīng)和熱效應(yīng),。

②精餾塔設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)回流比加大時(shí),，所需要的理論板數(shù)＿＿＿＿＿＿＿,，同時(shí)蒸餾釜中所需要的加熱蒸汽消耗量＿＿＿＿，塔頂冷凝器中冷卻劑消耗量＿＿＿＿,，所需塔徑＿＿＿＿＿＿,。

答：① 等于，無,；② 減少,，增加,，增加，增大,。

5,、簡單蒸餾的主要特點(diǎn)是①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,。簡單蒸餾操作時(shí)易揮發(fā)組分的物料衡算式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,。答：① 不穩(wěn)定操作,；② r=0,；wx=(w-dw)(x-dx)+ydw

6、精餾塔的塔頂溫度總低于塔底溫度,，其原因之一＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿;原因之二＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,。

精餾設(shè)計(jì)中，回流比越＿＿＿,，所需理論板數(shù)越少,，操作能耗＿＿＿＿。隨著回流比的逐漸增大,，操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)的總和將呈現(xiàn)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿變化過程,。

答：易揮發(fā)組分的濃度塔頂高于塔底，相應(yīng)的沸點(diǎn)較低,；存在壓降使塔底壓力高于塔頂,，因而塔底沸點(diǎn)較高。大,；越大,；迅速下降而后又上升的。

7,、當(dāng)原料組成,、料液量、壓力和最終溫度都相同,，則二元理想溶液的簡單蒸餾和平衡蒸（閃蒸）的結(jié)果比較是

１）得到的餾出物濃度（平均）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,；

２）得到的殘液濃度＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

３）餾出物總量＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,。答：（1）xd簡>xdt平,；（2）相同；（3）d平>d簡,。

8,、總壓為 101.3kpa，９５℃溫度下苯與甲苯的飽和蒸汽壓分別為 155.7kpa與 63.3kpa,，則平衡時(shí)苯的汽相組成＝＿＿＿＿＿＿,，苯的液相組成=＿＿＿＿＿。（均以摩爾分率表示）。苯與甲苯的相對(duì)揮發(fā)度＝＿＿＿＿＿,。

答：xa=0.411,；ya=0.632；α=2.46,。

9,、操作中精餾塔，保持ｆ,，ｑ,，ｘf，ｄ不變,。

（１）

若采用回流比ｒ小于最小回流比ｒmin,，則ｘd＿＿＿＿，ｘw＿＿＿＿,；（２）若ｒ增大,，則ｘd＿＿＿＿，ｘw＿＿＿＿,，ｌ／ｖ＿＿＿＿,。

（增加，減小,，不變,，不確定）

答：（1）減少；增加,。（2）增加,；減少；增加,。

10,、某精餾塔操作時(shí)，ｆ,，ｘf,，ｑ，ｄ保持不變,，增加回流比ｒ,，則此時(shí)ｘd＿＿＿,ｘw ＿＿＿＿ｖ＿＿＿＿，ｌ／ｖ＿＿＿＿,。（增加,，不變，減少）答：增加,；減少,；增加,；增加。

11,、精餾中引入回流,，下降的液相與上升的汽相發(fā)生傳質(zhì)使上升的汽相易揮發(fā)組分濃度提高，最恰當(dāng)?shù)恼f法是______________,。

（ａ）液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相,；

（ｂ）汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相；

（ｃ）液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入汽相,，但其中易揮發(fā)組分較多,；

（ｄ）液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相和汽相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相的現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生。

答：ｄ,。

12,、請(qǐng)將你認(rèn)為最確切答案填在＿＿＿＿內(nèi),。

（１）精餾的操作線是直線,，主要基于如下原因：＿＿＿＿＿（ａ）理論板假定

（ｂ）理想物系

（ｃ）塔頂泡點(diǎn)回流

（ｄ）恒摩爾流假定。

（２）操作中連續(xù)精餾塔,，如采用回流比小于最小回流比,，則＿＿＿＿＿

（ａ）ｘd，ｘw均增加

（ｂ）ｘd,，ｘw均不變

（ｃ）不能操作

（ｄ）ｘd,減小,，ｘw增加。答：（1）ｄ,；（2）ｄ,。

13、某二元混合物,，其中ａ為易揮發(fā)組分,，液相組成ｘ＝０．６相應(yīng)的泡點(diǎn)為ｔ，與之相平衡的汽相組成ｙ＝０．７,，相應(yīng)的露點(diǎn)為ｔ,，則：（）。

（ａ）ｔ1＝ｔ2

（ｂ）ｔ1＜ｔ2

（ｃ）ｔ1＞ｔ2

（ｄ）不能判斷

答：ａ,。

14,、請(qǐng)將你認(rèn)為最恰切答案填在（）內(nèi)。

精餾塔設(shè)計(jì)時(shí),，若ｆ,，ｘf，ｘd,，ｘw,，ｖ均為定值,，將進(jìn)料熱狀態(tài)從ｑ＝１變?yōu)?ｑ＞１，設(shè)計(jì)所需理論板數(shù)：（）

（ａ）多,；

（ｂ）少,；

（ｃ）不變；

（ｄ）判斷依據(jù)不足,。答：b,。

15、某精餾塔,，精餾段理論板數(shù)為ｎ1層,，提餾段理論板數(shù)為ｎ2層，現(xiàn)因設(shè)備改造,，使精餾段理論板數(shù)增加,，提餾段理論板數(shù)不變，且ｆ,，ｘ,，ｑ，ｒ,，ｖ等均不變,，則此時(shí)：（）

（ａ）ｘd增加，ｘw不變

（ｂ）ｘd增加,，ｘw減小

（ｃ）ｘd增加，ｘw增加

（ｄ）ｘd增加,，ｘw的變化視具體情況而定,。答：ｂ,。

16,、某精餾塔精餾段理論板數(shù)為ｎ1層,，提餾段理論板數(shù)為ｎ2層,，現(xiàn)因設(shè)備改造,，使提餾段的理論板數(shù)增加，精餾段的理論板數(shù)不變，且ｆ,、ｘf、ｑ,、ｒ，ｖ等均不變,，則此時(shí):（）

（ａ）ｘw減小,，ｘd增加；

（ｂ）ｘw減小,，ｘd不變,；

（ｃ）ｘw減小,，ｘd減?。?/p>

（ｃ）ｘw減小，ｘd的變化視具體情況而定,。

答：a,。二

計(jì)算題

1,、如圖，在由一塊理論板和塔釜組成的精餾塔中,，每小時(shí)向塔釜加入苯－甲苯混合液１００ｋｍｏｌ,，苯含量為５０％（摩爾％，下同）,，泡點(diǎn)進(jìn)料,，要求塔頂餾出液中苯含量８０％，塔頂采用全凝器,，回流液為飽和液體,，回流比為３，相對(duì)揮發(fā)度為２．５,，求每小時(shí)獲得的頂餾出液量ｄ,，釜排出液量ｗ及濃度ｘw。

解： y1=xd=0.8 0.8=2.5x1/(1+1.5x1)x1=0.615

yw=x1×r/(r+1)+xd/(r+1)=3×0.615/(3+1)+0.8/4=0.661

0.661=2.5xw/(1+1.5xw)xw=0.438

100=d+w, 100×0.5=0.8d+0.438w d=17.1(kmol/h),，w=82.9(kmol/h)

2,、用一連續(xù)操作精餾塔, 在常壓下分離苯--甲苯混合液（此混合液符合拉烏爾定律），原料液含苯0.3(摩爾分率,下同)塔頂餾出液含苯0.99,塔頂采用全凝器,回流比取最小回流比的1.5倍,原料液于泡點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)塔,設(shè)與加料板上的液相組成相同,在此溫度下苯的飽和蒸汽壓為178.7kpa,，試求理論進(jìn)料板的上一層理論塔板的液相組成,。

解：ｘf=0.3，ｘd＝0.99,q=1,，r=1.5rmin,，加料板上液相組成等于ｘf，加料板溫度下p°a＝178.7kpa,。求從上一板流入加料板的ｘ,。

由精餾線方程：y=[r/(r+1)]x+ｘd／(r+1)

式中：ｘd＝0.99,ｙf＝ｋｘf＝（p°a／ｐ）ｘf＝(178.7/101.3)×0.3=0.529 x為待求。rmin=(ｘd－ｙq)／（ｙq－ｘq）=(0.99-0.529)/(0.529-0.3)=2.013

r=1.5×2.013=3.02 ∴0.529=0.7512x+0.2463

x=(0.529-0.2463)/0.7512=0.3763

3,、某精餾塔用于分離苯－甲苯混合液,，泡點(diǎn)進(jìn)料，進(jìn)料量30kmol/h,，進(jìn)料中苯的摩爾分率為 0.5,，塔頂、底產(chǎn)品中苯的摩爾分率分別為0.95和0.10,，采用回流比為最小回流比的1.5倍，操作條件下可取系統(tǒng)的平均相對(duì)揮發(fā)度α=2.40,。(1)求塔頂,、底的產(chǎn)品量；

(2)若塔頂設(shè)全凝器，各塔板可視為理論板,，求離開第二塊板的蒸汽和液體組成,。解：f=d+w fｘf＝ｄｘd＋ｗｘw 30=d+w 30×0.5=d×0.95+w×0.10

d=14.1kmol/h

w=15.9kmol/h xe=xf=0.5, ｙe=αｘe／[1+(α-1)ｘe]=2.40×0.5/[1+(2.40-1)×0.5]=0.706

rmin=（ｘd－ｙe）／（ｙe－ｘe）＝(0.95-0.706)/(0.706-0.5)=1.18

r=1.5×1.18=1.77 y=[r/(r+1)]x+ｘd／（r+1）=[1.77/(1.77+1)]x+0.95/(1.77+1)=0.639x+0.343

ｙ1＝ｘd＝0.95 ｘ1＝ｙ1／[α－y1(α－1)]=0.95/[(2.40-0.95(2.40-1))=0.888

ｙ2＝0.639x1+0.343=0.639×0.888+0.343=0.910 ｘ2＝0.910/[2.40-0.910(2.40-1)]=0.8084、某精餾塔在常壓下分離苯－甲苯混合液,，此時(shí)該塔的精餾段和提餾段操作線方程分別為y=0.723x+0.263和y'=1.25x'-0.0188,，每小時(shí)送入塔內(nèi)75kmol的混合液，進(jìn)料為泡點(diǎn)下的飽和液體,，試求精餾段和提餾段上升的蒸汽量為多少（kmol/h）,。解：已知兩操作線方程: y=0.723x+0.263(精餾段)

y′=1.25x′-0.0188(提餾段)∴r/(r+1)=0.723

r=2.61

xd/(r+1)=0.263

xd=3.61×0.263=0.9494 兩操作線交點(diǎn)時(shí), y=y′

x=x′

∴0.723x+0.263=1.25x-0.0188

x=0.5347

飽和液體進(jìn)料q=1, xf=x=0.5347

提餾段操作線經(jīng)過點(diǎn)(xw ,xw)

∴y′=xw=1.25xw-0.0188

xw=0.0752

由全塔物料衡算

f=d+w

fxf=dxd+wxw

d=(xf-xw)/(xd-xw)f=(0.5347-0.0752)/(0.9494-0.0752)×75=39.42kmol/h

∵飽和液體進(jìn)料

v′=v=l+d=(r+1)d=3.61×39.42=142.3kmol/h

5、某一精餾塔,，塔頂為全凝器,，塔釜用間接蒸汽加熱。用以處理含易揮發(fā)組成ｘf=0.5(mol組成)的飽和蒸汽,。塔頂產(chǎn)量ｄ和塔底排量ｗ相等,。精餾段操作線方程為y=5x/6+0.15 試求：

(1)回流比r，塔頂組成ｘd,，塔釜組成ｘw,。

(2)提餾段操作線方程。

(3)若兩組份相對(duì)揮發(fā)度α=3,，第一板板效率 eml=(ｘd－ｘ1)／(ｘd－ｘ1)=0.6,，則ｙ2=?

解：(1)d=f(xf-xw)/(xd-xw)

即0.5=(0.5-xw)/(xd-xw)

xd+xw=1 r/(r+1)=5/6

∴r=5

xd/(r+1)=xd/(5+1)=0.15

xd=0.9

xw=0.1(2)提餾段操作線:

y'=(l′/v′)x-wxw/v′

∵飽和蒸汽進(jìn)料 ∴q=0, l′=l, v′=v-f

又f=2d,w=d,l=rd,v=(r+1)d ∴y'=[l/(v-f)]x'-w*

*

×

*

0.1/(v-f)={rd/[(r+1)d-2d]}x'-d×0.1/[(r+1)d-2d]=

[5/(6-2)]x'-0.1/(6-2)=1.25x'-0.025(3)(xd-x1)/(xd-x1)=0.6

x1=y/[α-(α-1)y]=0.9/(3-(3-1)×0.9)=0.75 ∴

(0.9-x1)/(0.9-0.75)=0.6

解得

x1=0.81

y2=5x/6+0.15=5×0.81/6+0.15=0.825

6、用一連續(xù)精餾塔分離二元理想溶液,，進(jìn)料量為 100 kmol/h,，進(jìn)料組成為0.4（摩爾分率，下同）,，餾出液組成為0.9,，殘液組成為0.1，相對(duì)揮發(fā)度為 2.5,，飽和蒸汽進(jìn)料,。塔頂冷凝器為全凝器，塔釜間接蒸汽加熱,。試求： 1.餾出液及殘液量,； 2.最小回流比；

3.操作回流比為3時(shí),，塔釜每小時(shí)產(chǎn)生的蒸汽量為多少kmol,？ 4.塔釜上一塊理論板液相組成為多少? 5.計(jì)算第3 問時(shí)作了什么假定?

解：由物料衡算: 1.f=d+w

fxf=dxd+wxw

w=f-d=100-37.5=62.5kmol/h d=(xf-xw)f/(xd-xd)=(0.4-0.1)×100/(0.9-0.1)= 37.5kmol/h

2.飽和蒸汽進(jìn)料q=0

yq=0.4

xq=yq/[α-(α-1)y1]=0.4/(2.5-1.5×0.4)=0.21

rm=(xd-yq)/(yq-xq)=(0.9-0.4)/(0.4-0.21)=2.64 3.v′=v-(1-q)f=v-f=(r+1)d-f=(3+1)×37.5-100=50kmol/h 4.由平衡關(guān)系知: yw=αxw/[1+(α-1)xw]=2.5×0.1/[1+(2.5-1)×0.1]=0.217

由操作線方程

ym'=(l′/v′)xm'-(w/v′)xw

xm'=(ym'v'+wxw)/l'

釜上一塊理論板組成:

7、用一精餾塔分離二元理想液體混合物,，進(jìn)料量為100kmol/h,，易揮發(fā)組分xf=0.5,，泡點(diǎn)進(jìn)料，塔頂產(chǎn)品xd=0.95,，塔底釜液xw=0.05（皆為摩爾分率）,，操作回流比r=1.61，該物系相對(duì)揮發(fā)度α＝2.25,，求：

⑴塔頂和塔底的產(chǎn)品量(kmol/h),；

⑵提餾段上升蒸汽量(kmol/h);

⑶寫出提餾段操作線數(shù)值方程;

⑷最小回流比。

解：⑴

d,w

100=d+w

100×0.5=d×0.95+0.05w

50=0.95d+(100-d)0.05 d=(50-100×0.05)/(0.95-0.05)=50kmol/h

w=f-d=50kmol/h

⑵ ∵q=1

∴v′=v=(r+1)d=(1.61+1)50=130.5kmol/h

⑶ 提餾段操作線: ym+1'=(l'/v')x'm-(w/v')xw

l'=qf+l=100+rd=180.5kmol/h

∴ym+1'=(180.5/130.5)xm'-(50/130.5)0.05

ym+1'=1.383xm'-0.0192

⑷ rmin

yf=αxf/[1+(α-1)xf]=2.25×0.5/(1+1.25×0.5)=0.692

rmin=(0.95-0.692)/(0.692-0.5)=1.342

8,、用常壓連續(xù)精餾塔分離苯－甲苯混合物,，原料中含苯 0.44，塔頂餾出液中含苯 0.96（以上為摩爾分率）,。進(jìn)料為汽－液混合物,，其中蒸汽與液體量的摩爾比為1:2。已 知苯對(duì)甲苯的相對(duì)揮發(fā)度為2.5,，操作回流比為最小回流比的1.5倍,，塔頂采用全凝器，試求：

⑴原料中氣相與液相的組成,；

⑵離開塔頂?shù)诙永碚摪宓恼羝M成,。

解：1）由題意:q=2/3

y=2.5x/(1+1.5x)(平衡方程)

(1)

y=[q/(q-1)]x-xf/(q-1)=-2x+1.32

(2)

聯(lián)解兩方程求進(jìn)塔汽-液組成分別為yq=0.59 , xq=0.365

2）rmin=(xd-yq)/(yq-xq)=(0.96-0.59)/(0.59-0.365)=1.64 r=1.5rmin=2.46

精餾段操作線方程為y=0.71x+0.277

由y1=xd及平衡方程求x1即有0.96=2.5x1/(1+1.5x1)

求得x1=0.906 *x=(ywv′+wxw)/rd=(0.217×50+62.5×0.1)/(3×37.5)=0.152

由操作線方程:y2=0.71x1+0.277=0.92

9、某精餾塔分離ａ,，ｂ混合液,，料液為含ａ和ｂ各為５０％的飽和液體，處理量為100 ｋｍｏｌ／ｈ,，塔頂,、塔底的產(chǎn)品量各為５０ｋｍｏｌ／ｈ，要求塔頂組成ｘd＝０．９（摩爾分率）,，取回流比為５,，間接蒸汽加熱，塔頂采用全凝器,，試求：

⑴

塔底產(chǎn)品組成,；

⑵

塔頂全凝器每小時(shí)冷凝蒸汽量； ⑶

蒸餾釜每小時(shí)產(chǎn)生蒸汽量,；

⑷

提餾段操作線方程式,；

⑸

相對(duì)揮發(fā)度α=3，塔頂?shù)谝粚影宓陌逍?eml=0.6,，求離開第二塊板(實(shí)際板)的上升蒸汽組成,。解：

⑴

f×xf=d×xd+w×xw，100×0.5=50×0.9+50xw,，xw=0.1 ⑵

v=(r+1)d=(5+1)×50=300(kmol/h)⑶

v'=v-(1-q)f=300-0=300(kmol/h)⑷

ym+1'=l'×xm'/v'-w×xw/v'=(5×50+100)xm'/300-50×0.1/300

=1.167xm'-0.0167 ⑸

eml1=(xd-x1)/(xd-x1)------------------------(1)

x1=y1/(α-(α-1)y)=0.9/(3-2×0.9)=0.75, 代入(1)式: 0.6=(0.9-x1)/(0.9-0.75), x1=0.81 y2=r×x1/(r+1)+xd/(r+1)=5×0.81/(5+1)+0.9/(5+1)=0.825

10,、分離苯－甲苯混合液,，原料液中含苯０.５（摩爾分率,，下同）,，泡點(diǎn)進(jìn)料，餾出液中要求含苯０.９５,，塔頂用一分凝器和一全凝器（如圖）,，測(cè)得塔頂回流液中含苯０.８８，離開塔頂?shù)谝粚影宓囊后w含苯０.７９,，求：

⑴

操作條件下平均相對(duì)揮發(fā)度α,；

⑵

操作回流比ｒ；

⑶

最小回流比ｒｍｉｎ,。

*

*

解：⑴

xd與x0是平衡關(guān)系

0.95=α×0.88/[1+(α-1)×0.88] α=2.59 ⑵

y1與x1平衡關(guān)系

y1=2.59×0.79/(1+1.59×0.79)=0.907 y1=r×x0/(r+1)+xd/(r+1)0.907=0.88r/(r+1)+0.95/(r+1)r=1.59 ⑶

ye=2.59×0.5/(1+1.59×0.5)=0.721

rmin=(xd-ye)/(ye-xf)=(0.95-0.721)/(0.721-0.5)=1.034

11,、進(jìn)料組成ｘf＝０.２(摩爾組成，下同),，以飽和蒸汽狀態(tài)自精餾塔底部加入,，塔底不再設(shè)再沸器，要求ｘd＝０.９５,，ｘw＝０.11,，相對(duì)揮發(fā)度α＝２.７,，試求：

⑴

操作線方程;

⑵

設(shè)計(jì)時(shí)若理論板數(shù)可增至無窮，且ｄ／ｆ不變，則塔底產(chǎn)品濃度的最低值為多少,？

解：⑴

ｆ＝ｗ＋ｄ

設(shè)ｆ＝１

∴ｄ＋ｗ＝１

ｆｘf＝ｄｘd＋ｗｘw

０.９５ｄ＋０.１１ｗ＝０.２

∴

ｄ＝０.１０７

ｗ＝０．８９３

ｖ＝ｆ＝１

ｌ＝ｗ＝０.８９３

ｙ＝（ｌ／ｖ）ｘ＋ｄｘd／ｖ＝０．８９３ｘ＋０．１０１７

⑵

設(shè)塔底平衡

ｘw＝ｘf／（α－（α－１）ｘf）

＝０.２／（２.７－１.７×０.２）＝０.０８４７

ｘd＝（０.２－０.８９３×０.０８４７）／０．１０７＝１．１６

不可能

設(shè)塔頂平衡

ｘ＝１

ｘ＝（０．２－０．１０７×１）／０.８９３＝０.１０４

12、在連續(xù)精餾塔中,，精餾段操作線方程y=0.75x+0.2075,，q線方程式為y=-0.5x+1.5xf，試求：①回流比r

②餾出液組成xd

③進(jìn)料液的q值

④當(dāng)進(jìn)料組成xf =0.44時(shí),，精餾段操作線與提餾段操作線交點(diǎn)處xq 值為多少? 并要求判斷進(jìn)料狀態(tài),。

解：y=[r/(r+1)]x+xd/(r+1)

①r/(r+1)=0.75

r=0.75r+0.75

r=0.75/0.25=3

②ｘd／(r+1)=0.2075

ｘd／(3+1)=0.2079

ｘd＝0.83

③q/(q-1)=-0.5

q=-0.5q+0.5

q=0.5/1.5=0.333

④0.75x+0.2075=-0.5x+1.5xf

0.75ｘq′+0.2075=-0.5xq′+1.5×0.44

1.25ｘq′=1.5×0.44-0.2075=0.4425

ｘq′=0.362

⑤0

原料為汽液混合物

13、用常壓精餾塔分離某二元混合物,其平均相對(duì)揮發(fā)度α=2,原料液量f=10kmol/h,，飽和蒸汽進(jìn)料,，進(jìn)料濃度ｘf＝0.5（摩爾分率，下同）,，餾出液濃度ｘd＝0.9,，易揮發(fā)組分的回收率為９０％，回流比r=2rmin,，塔頂設(shè)全凝器,，塔底為間接蒸汽加熱，求：

⑴餾出液及殘液量,；

⑵第一塊塔板下降的液體組成ｘ1為多少,？

⑶最小回流比,；

⑷精餾段各板上升的蒸汽量為多少kmol/h？

提餾段各板上升的蒸汽量為多少kmol/h? 解：α=2 f=100kmol/h, q=0, xf0.5, xd=0.9

r=2rmin

∴d=0.9fxf/xd=0.9×10×0.5/0.9=5kmol/h

由fxf=dxd+wxw得:

xw=(fxf-dxd)/w=(10×0.5-5×0.9)/5=0.1

(1)∵塔頂為全凝器

∴y1=xd=0.9

據(jù)平衡關(guān)系式

y=αx/[1+(α-1)x]得: 0.9=2x1/[1+(2-1)x1] ∴x1=0.82

(2)∵飽和蒸汽進(jìn)料

∴q=0

∴q線在y-x圖中為水平線

yq=xf=0.5 代入y=2x/[1+(2-1)x]平衡式中得到橫座標(biāo)xq=0.33 根據(jù)

rmin=(xd-yq)/(yq-xq)得 rmin=(0.9-0.5)/(0.5-0.33)=2.35

r=2×2.35=4.7

∴精餾段各板上升的蒸汽量根據(jù)恒摩爾汽化理論假設(shè)知是相等的即v=(r+1)d=(4.7+1)×5=28.5kmol/h

(3)根據(jù)恒摩爾汽化理論假設(shè),提餾段板上升的蒸汽量也相等

即v'=v-(1-q)f=28.5-(1-0)×10=18.5kmol/h

答:①第一塊塔板下降的液體濃度x1為0.82

②精餾段各段上升的蒸汽量為28.5kmol/h

③提餾段上升的蒸汽量為18.5kmol/h

14,、用連續(xù)精餾塔在常壓下分離苯－甲苯混合液,，泡點(diǎn)進(jìn)料，塔頂餾出量為75kmol/h,，已知在操作條件下水蒸汽的汽化潛熱為 2140kj/kg,，在塔釜溫度下，釜液的汽化潛熱為41900kj/kmol（精餾段操作線方程為y=0.72x+0.25）,。試求:

⑴加熱蒸汽消耗量;

⑵若精餾塔在全回流下操作,，已知釜液的組成為0.01（摩爾分率），物系的平均相對(duì)揮發(fā)度為２,，試求釜上方第一塊板下流的液相組成,。（塔釜為理論板，由下往上數(shù)）,。解：：q=1, d=75kmol/h

據(jù)y=0.72x+0.25得r/(r+1)=0.72

xd/(r+1)=0.25

∴r=2.57

xd=0.8925(1)r=2.57, xd=0.8925

∴l(xiāng)=rd=2.57×75=192.75kmol/h

∴v=(r+1)d=(2.57+1)×75=267.75kmol/h

v′=v-(1-q)f=v-(1-1)f=v=267.75kmol/h

∴加熱蒸汽用量g=267.75×41900/(2140×18)=291.1kmol/h(2)若精餾塔在全回流(r→∞)下操作,，則精餾段操作線y=x

xw=0.01 α=2, 則y=2x/[1+(2-1)x]

y=2x/(1+x)

∴塔釜上升蒸汽的組成yw=2xw/(1+xw)=0.0198

若全回流

d=0, w=0, f=0

∴提餾段操作線yn+1=xn 第一塊板下流的液相組成 x1=0.0198

15、連續(xù)精餾塔有塔板８層,，塔頂采用全凝器,，用以分離二元理想混合液，料液含ａ35%,泡點(diǎn)進(jìn)料,，餾出液含ａ７０％,，塔釜液含ａ１０％（以上為摩爾分率），相對(duì)揮發(fā)度α＝２.５,。

⑴

求最小回流比ｒｍｉｎ,；

⑵

如回流比為４.５，求理論塔板數(shù)ｎt及總板效率ｅt,。

解：⑴

xf=xe=0.35, ye=2.5×0.35/(1+1.5×0.35)=0.574

rmin=(0.7-0.574)/(0.574-0.35)=0.563

⑵

yn+1=4.5xn/5.5+0.7/5.5=0.818x+0.127

yq=0.818×0.35+0.127=0.413

l'/v'=(0.413-0.1)/(0.35-0.1)=1.25

(y'+xw)/xw=1.25 解得 y'=0.025 ym+1'=1.25xm'-0.025

y1=xd=0.7 x1=0.7/(2.5-1.5×0.7)=0.483 y2=0.818×0.483+0.127=0.522 x2=0.522/(2.5-1.5×0.522)=0.304

過進(jìn)料點(diǎn)

y3=1.25×0.304-0.025=0.355

x3=0.355/(2.5-1.5×0.355)=0.180 y4=1.25×0.180-0.025=0.2 x4=0.2/(2.5-1.5×0.2)=0.09<0.1

nt=4, et=(4-1)/8=0.375

16,、某精餾塔分離ａ組分和水的混合物（其中ａ為易揮發(fā)組分），ｘd=0.95, xw=0.1, xf=0.5(均為摩爾分率),，原料在泡點(diǎn)下進(jìn)進(jìn)入塔的中部,。塔頂采用全凝器，泡點(diǎn)回流,，回流比ｒ＝１.５,，塔底用飽和水蒸汽直接加熱，每層塔板氣相默夫里板效率ｅmv＝０.５,，在本題計(jì)算范圍內(nèi),，相平衡關(guān)系為ｙ＝０.５ｘ＋０.５。試求：

⑴

從塔頂?shù)牡谝粔K實(shí)際板下降的液體濃度,；

⑵

塔頂?shù)牟沙雎剩洌妗?/p>

解：（１）飽和水蒸汽用量ｓ＝ｖ＇＝ｖ＝（ｒ＋１）ｄ＝２.５ｄ,，（∵ｑ＝１）

ｙ1＝ｘd＝０.９５

ｅmv＝（ｙ1－ｙ2）／（ｙ1－ｙ2）

＝（０.９５－ｙ2）／（０.５ｘ1＋０.５－ｙ2）＝０.５ ０.５ｙ2＝０.７－０.２５ｘ1

……（１）ｖｙ2＝ｌｘ1＋ｄｘd

２.５ｄｙ2＝１.５ｄｘ1＋ｄｘd

２.５ｙ2＝１.５ｘ1＋０.９５

……（２）

聯(lián)解（１）,、（２）式，得：

ｘ1＝０.９２７

（２）ｆ＋ｓ＝ｄ＋ｗ

ｓ＝ｖ＇＝２.５ｄ

ｆ＋２.５ｄ＝ｄ＋ｗ

即: ｆ＋１.５ｄ＝ｗ

……（３）

ｆｘf＝ｄｘd＋ｗｘw

……（４）

式（３）代入式（４）,，消去ｗ：

ｄ／ｆ＝（ｘf－ｘw）／（ｘd＋１.５ｘw）

＝（０.５－０.１）／（０.９５＋１.５×０.１）＝０.３６４

17,、用一連續(xù)精餾塔分離苯－甲苯混合溶液，原料液中含苯0.40,，塔頂餾出液中含苯0.95（以上均為摩爾分率）,，原料液為汽、液混合進(jìn)料,，其中蒸汽占1/3（摩爾數(shù)比）,苯－甲苯的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5，回流比為最小回流比的２倍,，試求：

⑴原料液中汽相及液相的組成,；

⑵最小回流比；

⑶若塔頂采用全凝器, 求從塔頂往下數(shù)第二塊理論板下降的液體組成,。

解：⑴設(shè)原料液中液相組成為ｘf′,，汽相組成為ｙf′（均為摩爾分率）則（２／３）ｘf′＋（１／３）ｙf′=0.4 yf′＝2.5ｘf′/(1+1.5ｘf′)解之得ｘf′=0.326, ｙf′=0.548 ⑵rmin/rmin+1 =（ｘd－ｙf）／（ｘd－ｘf）＝(0.95-0.548)/(0.95-0.326)

rmin=1.8

⑶精餾段操作線方程為:

*y=[r/(r+1)]x+ｘd／(r+1)

r=2rmin=2×1.8=3.6

y=0.783x+0.207

塔頂采用全凝器,ｙ1＝ｘd＝0.95 y1＝2.5x1／(1+1.5x1)

0.95=2.5x1／(1+1.5x4)

x1＝0.884

y2＝0.783x1+0.207=0.783×0.884+0.207=0.899

y2=2.5x2／(1+1.5x2)

0.899=2.5x2／(1+1.5x2)

x2=0.781

18、精餾塔采用全凝器,，用以分離平均相對(duì)揮發(fā)度為２的某理想溶液,。已知原料液的總

濃度為０.５（摩爾分率），塔頂餾出液濃度為０.９６（摩爾分率）,，實(shí)際回流比為最小回流比的１.５倍,，進(jìn)料為汽液兩相共存，且汽相和液相的分子數(shù)相等,，求離開第二塊理論板的汽相組成,。解：α＝２

ｙ1＝０.９６

ｙ＝αｘ／（１＋（α－１）ｘ）

０.９６＝２ｘ1／（１＋ｘ1）

ｘ1＝０.９２３

又∵ ｑ＝０.５

ｙ＝（ｑ／（ｑ－１））ｘ－ｘf／（ｑ－１）

＝（１／２／（１／２－１）ｘ－０.５／（１／２－１）＝－ｘ＋１

∴

ｙ＝－ｘ＋１

ｙ＝２ｘ／（１＋ｘ）

２ｘ／（１＋ｘ）＝－ｘ＋１

ｘ2＋２ｘ－１＝０

ｘq＝（－２±√（４＋４））／２

＝０.４１４（取＋）

ｙq＝－ｘ＋１＝－０.４１４＋１＝０.５８６

ｒmin＝（ｘd－ｘq）／（ｙq－ｘq）

＝（０.９６－０.５８６）／（０.５８６－０.４１４）＝２.１７

ｒ＝１.５×２.１７＝３.２５５

ｙ2＝（ｒ／（ｒ＋１））ｘ1＋ｘd／（ｒ＋１）

＝（３.２５５／４.２５５）×０.９２３＋０.９６／４.２５５＝０.９３２

19,、某連續(xù)精餾操作中,，已知操作線方程為：

精餾段：y = 0.723x + 0.263 提餾段：y = 1.25x – 0.0187 若原料液于露點(diǎn)溫度下進(jìn)入精餾塔中，求原料液,、餾出液和釜?dú)堃旱慕M成及回流比,。

解：由精餾段操作線方程 yn?1? *

*

*

r1xn?xd r?1r?1r1?0.723，得 r = 2.61,； xd?0.263,，得 xd = 0.95 r?1r?1?y?1.25x?0.0187 解得 x = 0.07，即 xw = 0.07 ?y?x?y?0.723x?0.263 解得 x = 0.535,，y = 0.65 y?1.25x?0.0187? 將提餾段操作線方程與對(duì)角線方程 y = x 聯(lián)立

? 將兩操作線方程聯(lián)立

? 因是露點(diǎn)進(jìn)料,，q = 0，q線水平,，兩操作線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即是進(jìn)料濃度,，∴ xf = 0.65

20,、用一連續(xù)精餾塔分離由組分a、b所組成的理想混合液,。原料液中含a 0.44,，餾出液中含a 0.957（以上均為摩爾分率）。已知溶液的平均相對(duì)揮發(fā)度為2.5,，最小回流比為1.63,，說明原料液的熱狀況，并求出q值,。

解：采用最小回流比時(shí),，精餾段操作線方程為 yn?1? 即 y?rmin1xn?xd

rmin?1rmin?11.631x??0.957?0.62x?0.364

1.63?11.63?1?xn2.5x2.5x 由相平衡方程 yn?，得 y? ?1????1?xn1??2.5?1?x1?1.5x?y?0.62x?0.364? 聯(lián)立兩方程 ?,，解得 x = 0.367,，y = 0.592 2.5xy??1?1.5x? 此點(diǎn)坐標(biāo)（0.367，0.592）即為（xq,，yq）,。

因 xf = 0.44，即xq＜xf＜yq,，說明進(jìn)料的熱狀況為氣液混合進(jìn)料,。

由q線方程 y?q1x?xf，q?1q?1q1?0.367??0.44 q?1q?1 此線與平衡線的交點(diǎn)即是操作線與平衡線的交點(diǎn)

有 0.592? 解出 q = 0.676

簡述萃取精餾過程 萃取,蒸餾篇二

摘要

萃取精餾是一種特殊精餾方法,，適用于近沸點(diǎn)物系和共沸物的分離,。萃取精餾按操作方式可分為連續(xù)萃取精餾和間歇萃取精餾，間歇萃取精餾是近年發(fā)展起來的新的萃取精餾方法,。萃取劑的選擇是萃取精餾的關(guān)鍵,，因此，萃取劑的選擇方法很重要,。

關(guān)鍵詞：萃取精餾,；間歇萃取精餾；萃取劑選擇

abstract

extractive distillation is a kind of special rectification method, applicable to almost boiling point system and the separation of tive distillation according to the operation mode can be spanided into continuous batch extractive distillation, extractive distillation and batch extractive distillation is a new extraction distillation method developed in recent selection of extraction agent is the key of extractive distillation, therefore, the selection of extraction agent method is very words: extractive distillation;the batch extractive distillation;extracting agent selection 萃取精餾作為一種分離絡(luò)合物,、近沸點(diǎn)混合物及其他低相對(duì)揮發(fā)度混合物技術(shù),在石油化學(xué)工業(yè)中的1 ,3-丁二烯的分離,、芳烴抽提、乙醇/ 水分離,、環(huán)己烷提純等過程得到廣泛的應(yīng)用,。它是通過向精餾塔中加入1 種或2 種可以與分離混合物相溶的溶劑,提高了待分離組分的相對(duì)揮發(fā)度,從而達(dá)到分離沸點(diǎn)相近組分的目的。萃取精餾中溶劑的選擇占有十分重要的地位,早期的溶劑選取方法決定了其選擇的范圍較窄,從而使萃取精餾技術(shù)的應(yīng)用受到限制,。萃取精餾采用的溶劑具有沸點(diǎn)高,、相對(duì)不易揮發(fā),并與其他組分不易形成絡(luò)合物的特點(diǎn)。隨著萃取溶劑探索方法的發(fā)展、萃取精餾系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化及高效設(shè)備的采用提高了萃取精餾系統(tǒng)的適用性,、可控制性和操作性,使其與其他精密分離技術(shù)和液液萃取技術(shù)相比,顯示出了越來越明顯的優(yōu)越性,。最近幾年,世界各國石油化學(xué)工業(yè)公司都在嘗試如何將萃取精餾技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)過程改進(jìn)、解決石油化學(xué)工業(yè)中難題,以提高石油化工和煉油工業(yè)效益,。萃取精餾是一種特殊的精餾方法,，廣泛應(yīng)用于共沸物系或近沸物系的分離。萃取精餾的原理是利用在原被分離物系中加入其它組分,，使原物系中組分的相對(duì)揮發(fā)度發(fā)生改變,，從而實(shí)現(xiàn)原體系關(guān)鍵組分的分離。被加入的組分一般稱為溶劑或萃取劑,。萃取精餾在石油化工和精細(xì)化工等行業(yè)具有重要的應(yīng)用,，是分離提純難分離物系的一種重要分離手段。萃取精餾分類

萃取精餾按操作形式可分為連續(xù)萃取精餾ced(continuousextractive distillation)和間歇萃取精餾bed(batch extractive distillation),。

1.1 連續(xù)萃取精餾

連續(xù)萃取精餾一般兩個(gè)塔同時(shí)進(jìn)行,，即萃取精餾塔和溶劑回收塔。連續(xù)萃取精餾操作穩(wěn)定,，投資較大，至少需要多加一套溶劑回收裝置,，處理物料和產(chǎn)品組成比較固定,。

萃取精餾的流程設(shè)計(jì)很重要，a,、b兩

組分混合物從塔中部進(jìn)入萃取精餾塔,，溶劑s則在靠近塔頂?shù)牟课贿B續(xù)進(jìn)入[1]，塔頂?shù)?到易揮發(fā)組分a,，組分b與溶劑s由塔底餾出,，進(jìn)入溶劑回收塔。在溶劑回收塔內(nèi),，難 揮發(fā)組分b與溶劑s進(jìn)行分離,，組分b從塔頂餾出，而溶劑s由塔底餾出并循環(huán)回萃取精餾塔,。1.2 間歇萃取精餾

間歇萃取精餾操作方式首先由yatim.h[2]于1993年提出,，是近年來發(fā)展起來的具有間歇精餾和萃取精餾雙重優(yōu)點(diǎn)的新型分離過程。間歇萃取精餾在近沸物和共沸物的分離方面顯示出了獨(dú)特的優(yōu)越性：通過選取不同的溶劑,，可完成普通精餾無法完成的分離過程,；設(shè)備簡單，投資??；可單塔分離多組分混合物；設(shè)備通用性強(qiáng),，可用同一塔處理種類和組成頻繁改換的物系,；同間歇共沸精餾相比,，萃取劑有更大的選擇范圍；同變壓精餾比較,，有更好的經(jīng)濟(jì)性,。根據(jù)萃取劑加入方式，間歇萃取精餾可分為：一次加入方式間歇萃取精餾(bed)和連續(xù)加入方式間歇萃取精餾(cbed),，如圖1.1所示,。

圖1.1間歇萃取餾溶劑加入方式

1.2.1 一次加料方式間歇萃取精餾

一次加料方式間歇萃取精餾是在操作過程中，萃取劑一次性加入含有物料的塔釜再沸器中,，然后按間歇精餾操作,，由于萃取劑一般均為沸點(diǎn)較高的物質(zhì)，故萃取劑主要在再沸器中發(fā)揮其改變輕重關(guān)鍵組分相對(duì)揮發(fā)度的作用,，而不能充分利用精餾塔的各塊塔板,，因此，對(duì)物系分離效果較差,，且隨組分餾出,、釜液組成發(fā)生改變，所需萃取劑量需增加才能保證產(chǎn)品質(zhì)量,，所以雖然此操作可行,，但經(jīng)濟(jì)價(jià)值低，故實(shí)際研究應(yīng)用較少,。

1.2.2 連續(xù)加料方式間歇萃取精餾

連續(xù)加料方式間歇萃取精餾是在操作過程中,，萃取劑從靠近塔頂位置連續(xù)加入，為減少萃取劑用量及使分離操作過程分離結(jié)果更好,，lang等人提出連續(xù)加入方式的四步操作法[3]：

1．不加溶劑進(jìn)行全回流操作(r=∞,，s=0)；

2．加溶劑進(jìn)行全回流操作(降低難揮發(fā)組分在塔頂餾分中的含量,，r=∞,，s>0)； 3．加溶劑進(jìn)行有限回流比操作(餾出易揮發(fā)組分a的成品,，r<∞，s >0),； 4．無萃取劑加入狀況下的有限回流比操作，回收萃取劑(r<∞,，s=0)。

連續(xù)加料方式間歇萃取精餾分離過程中能夠保證萃取和精餾過程同時(shí)發(fā)生于塔板與塔釜中，與一次加料方式間歇萃取精餾分離技術(shù)相比,，大大提高了分離效果，但該操作方式由于溶劑從塔板上不斷加入和回流比的改變,，使得操作參數(shù)中再沸器熱負(fù)荷發(fā)生改變，操作相對(duì)困難,，分離過程中易發(fā)生液泛等不穩(wěn)定操作現(xiàn)象,，同時(shí)也是采用連續(xù)加入溶劑操作方式的難點(diǎn),，因此連續(xù)加料方式間歇萃取精餾分離技術(shù)還有很多方面需要完善,。2 研究進(jìn)展 2.1 連續(xù)萃取精餾

萃取精餾技術(shù)一般以連續(xù)精餾的方式,，廣泛應(yīng)用于共沸物系或組份間沸點(diǎn)差極小混合物的分離。分批萃取精餾操作方式首先由berg[4]于1985年提出，分批萃取精餾兼有分批精餾與萃取精餾兩者的優(yōu)點(diǎn)如：設(shè)備簡單,，投資小,；可單塔分離多組份混合物；通用性強(qiáng),，可用同一塔處理種類和組成頻繁改換的物系；同分批共沸精餾相比,，萃取劑有更大的選擇范圍。關(guān)于分批萃取精餾的研究可分為分批萃取精餾的操作模式,、分批萃取精餾的最優(yōu)操作,、分批萃取精餾的工業(yè)化幾個(gè)方面,。分批萃取精餾的操作模式

分批萃取精餾按照加料方式不同可分為一次模式與半連續(xù)模式[5],。一次模式中．萃取劑與料液一次性加入再沸器,。由于再沸器體積有限,，一次模式限制了加料量,。對(duì)于這種模式,，找到最佳萃取劑比是增大產(chǎn)量的一個(gè)重要因素,。由于萃取劑和料液僅在再沸器中有接觸,，萃取劑的萃取作用發(fā)揮有限,，一次模式的研究并不多見,。

半連續(xù)模式中,，萃取劑從塔的某個(gè)塔板連續(xù)加入,?！獋€(gè)完整的半連續(xù)模式包括以下幾個(gè)步驟[6]：

(1)預(yù)熱塔板,，使每塊塔板上都含有處于沸點(diǎn)的輕重組份混合物,；

(2)從塔頂連續(xù)加入萃取劑,，繼續(xù)全同流以增加餾出液中易揮發(fā)組份的含量,；(3)從塔頂連續(xù)加入萃取劑,，改變回流比以采出易揮發(fā)組份產(chǎn)品,；(4)停止加入萃取劑,，并回收萃取劑和難揮發(fā)組份,。2 分批萃取精餾的最優(yōu)操作

分批萃取精餾的最優(yōu)操作問題是研究的重要方面,。按照最優(yōu)操作問題的目標(biāo)的不同,，分為最小時(shí)間,，最多餾出液,，最大利潤三類。當(dāng)再沸器熱負(fù)荷一定時(shí),，可用以下準(zhǔn)則比較不同的分批萃取精餾操作[3]：

(1)在最短的時(shí)間內(nèi)，得到指定量和純度的產(chǎn)品(準(zhǔn)則1)：(2)在一定的時(shí)間內(nèi)．得到指定純度的最大產(chǎn)品最(準(zhǔn)則2),；(3)在一定的時(shí)間內(nèi)，得到指定量的產(chǎn)品的最高純度(準(zhǔn)則3),；

(4)在一定的時(shí)間內(nèi)，用最小的溶劑量得到指定純度和量的產(chǎn)品(準(zhǔn)則4),。

這些準(zhǔn)則在模擬計(jì)算時(shí)可方便使用，但在試驗(yàn)中使用這些標(biāo)準(zhǔn)卻很困難,，因?yàn)橛刑鄥?shù)需要保持恒定。為此,，kerkho和mujtaba[7,8]綜合這些準(zhǔn)則，提出一個(gè)評(píng)估步驟2和步驟3的目標(biāo)函數(shù),。

c?t??p1??p1xd,asda?p2sf?p3t

p1是每摩爾純度為xd,a,min的產(chǎn)品價(jià)格；?p1是每摩爾產(chǎn)品超出純度為xd,a,min的產(chǎn)品價(jià)格,；p3與時(shí)間成正比的全部費(fèi)用(熱能．冷卻水等)；p2是溶劑的費(fèi)用(包括再生溶劑的費(fèi)用),。通過這個(gè)目標(biāo)函數(shù)，步驟3的終止能被確定,。當(dāng)c?t?呈現(xiàn)出它的最大值時(shí)，生產(chǎn)應(yīng)該停止[9],。另外，lekes和lang還提出了步驟4及全過程的目標(biāo)函數(shù),，步驟4的目標(biāo)函數(shù)為

??c??t4??p4sdb?p2su?t4??p3?t4

全過程的目標(biāo)函數(shù)為c'?t4???c?t3??c??t4??/t4?c?t4?/t4

當(dāng)某種操作中c?t3?的值高時(shí)，并且在步驟3結(jié)束時(shí),，c??t4?的值必定高。c'?t4?和c?t3?呈現(xiàn)出同樣的趨勢(shì),。lelkes和lang[9]利用這些函數(shù)得出： ?t2的值可以被顯著地的減小,，而利潤不會(huì)明顯下降,；產(chǎn)品濃度保持恒定的方法伴隨著塔板持液量的下降而具有競(jìng)爭(zhēng)力,，當(dāng)持液量低于某一值時(shí),，這種方法要比回流比保持恒定的方法好,；混合策略即回流比保持恒定的方法與產(chǎn)品濃度保持恒定方法相結(jié)合，能夠獲得最大經(jīng)濟(jì)效益,。但是，在這些方法中回流比保持恒定的方法最容易實(shí)現(xiàn),。分批萃取精餾的工業(yè)化研究

koehler[10]最早進(jìn)行分批萃取精餾的工業(yè)應(yīng)用研究,。他利用普通的分批精餾設(shè)備作為分批萃取精餾的主體設(shè)備,，該填料塔有20個(gè)理論級(jí),，采用半連續(xù)操作模式，塔釜中的料液經(jīng)過循環(huán)泵進(jìn)換熱管裝置被加熱和蒸發(fā),。

其試驗(yàn)分兩步進(jìn)行：

(1)按照過程優(yōu)化的要求，調(diào)節(jié)從塔頂連續(xù)加入的萃取劑的流率。塔頂?shù)玫降乃洼p組份經(jīng)過塔頂分離器分為兩相,，水從塔頂回流到塔中,，輕組份進(jìn)入貯槽,。

(2)停止加入萃取劑，存貯槽中的餾份進(jìn)入已排空的塔釜中,，進(jìn)行分批精餾。koehler選擇的物系不符合萃取精餾的嚴(yán)格定義,，萃取劑與組份形成了共沸物且試驗(yàn)中有兩相出現(xiàn)。且試驗(yàn)對(duì)萃取劑的回收也未考慮,。盡管koehler對(duì)分批萃取精餾工業(yè)化的論述有不足之處，其工作對(duì)分批萃取精餾工業(yè)化的研究仍有重要的參考價(jià)值,。

圖2.1 分批萃取精餾工藝流程示意圖

2.2 間歇萃取精餾

為改善常規(guī)間歇萃取精餾再沸器體積大這一弊病，以及使間歇萃取精餾產(chǎn)品純度更高,、餾出速率更快，及保證較高全塔分離效率,，從而挖掘間歇萃取精餾的應(yīng)用潛力，重要的措施就是改變塔結(jié)構(gòu),，帶有中間儲(chǔ)罐的間歇萃取精餾塔可以很好地解決這一問題。1 帶有中間儲(chǔ)罐的間歇萃取精餾

帶有中間儲(chǔ)罐的間歇精餾塔這種結(jié)構(gòu)首先由robinson和gilliland于1950年提出[11],，最初主要用于分離雙組分物系，hasebe等[12]提出利用中間儲(chǔ)罐塔來分離三組分物系,，直到1995年，safrit等[13]提出將帶有中間儲(chǔ)罐的間歇精餾塔引入間歇萃取精餾操作,，運(yùn)用帶有中間儲(chǔ)罐的間歇精餾塔進(jìn)行間歇萃取精餾分離[14],，很好地解決了常規(guī)萃取精餾塔需要大型再沸器的這一問題,。運(yùn)用這種工藝，產(chǎn)品分離過程中,，由于萃取劑被不斷采出回收，大大減輕了再沸器負(fù)荷,，從而減少設(shè)備投資，尤其適合于難分離,、需采用大溶劑比的分離體系；另外,，帶有中間儲(chǔ)罐的間歇萃取精餾塔由于物料一次性加入中間儲(chǔ)罐，因此可在相對(duì)于常規(guī)間歇萃取精餾操作時(shí)間短的情況下同時(shí)得到三個(gè)產(chǎn)品,，塔頂餾出輕關(guān)鍵組分,，塔底回收萃取劑，中間儲(chǔ)罐累集并最終得到濃度較高的重關(guān)鍵組分,。

帶有中間貯罐的間歇萃取精餾塔根據(jù)中間貯罐的汽液流動(dòng)情況，可分為五種[15],，如圖2.2所示。

圖2.2 帶有不同流型中間貯罐的萃取精餾塔示意圖

目前,，國內(nèi)外學(xué)者大都以塔a作為研究對(duì)象，因?yàn)檠芯窟^程中,，塔a中的中間貯罐可假設(shè)為一塊發(fā)生液泛的塔板，試驗(yàn)及模擬過程較其它塔型簡單容易,。以塔a為例，主要操作工藝如下：

(1)在中間儲(chǔ)罐加入物料(兩組分),，不斷在溶劑的加入口加入溶劑，采出塔頂產(chǎn)品,，塔底無采出,；

(2)同時(shí)采出塔頂產(chǎn)品(輕組分)和塔底溶劑,，由塔底得到的溶劑可以循環(huán)到溶劑加入口,；(3)停止加入溶劑,，在塔頂餾出以重組分為主的餾出物,，塔底餾出溶劑,。第一步是必要的,，在這一過程中,，溶劑在塔底累積到高的濃度以便于循環(huán)使用,，第二步當(dāng)然是帶有中間儲(chǔ)罐的間歇萃取精餾操作的核心，在這一過程中在塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品,，在塔底得到溶劑。2 帶有塔底儲(chǔ)罐的間歇精餾塔

最近,，國內(nèi)學(xué)者[16]提出了帶塔底儲(chǔ)罐的分批萃取精餾和伴有簡單蒸餾回收的分批萃取精餾兩種新的操作方法,。如圖1.5和1.6所示，在帶塔底儲(chǔ)罐的分批萃取精餾操作過程中，加入的萃取劑和塔內(nèi)回流液直接流入塔底儲(chǔ)罐,，不再返回塔釜；而伴有簡單蒸餾回收的分批萃取精餾操作過程中除兼具了前者的特點(diǎn)外,，又增加了精餾過程中同時(shí)進(jìn)行溶劑簡單回收這一操作手段。此方法經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究較為成功,。

1-塔釜,；2-塔底儲(chǔ)罐,；3,，4-閥門,；

1-常規(guī)再沸器,；2-簡單蒸餾再沸器；

5-精餾塔,；6-冷凝器

3-閥門；4-精餾塔,；5-冷凝器 圖2.3 帶塔底儲(chǔ)罐的間歇萃取精餾

圖2.4 伴有簡單蒸餾的間歇萃取精餾 伴有簡單蒸餾回收的分批萃取精餾

伴有簡單蒸餾回收的分批萃取精餾[17,18]是在分批萃取精餾操作過程中，加入的萃取劑和塔內(nèi)回流液直接流入塔底貯罐,，不再返回塔釜，直接流入塔底儲(chǔ)罐,；又增加了溶劑簡單蒸餾濃縮這一操作手段。該工藝避免了因溶劑的不斷加入而造成塔釜液體體積不斷增大,，且將萃取精餾與溶劑濃縮同時(shí)進(jìn)行,縮短了操作時(shí)間,。在精餾過程中,，原料一次加入再沸器,。簡單蒸餾釜用于存儲(chǔ)塔內(nèi)回流液體(包括待分離組分及溶劑)，并進(jìn)行簡單蒸餾,，將其中的待分離物料蒸到再沸器中以回收溶劑。

主要操作步驟為：

(1)無溶劑加入下全回流操作,?？刂圃俜衅骷訜崃渴顾航捣€(wěn)定在正常操作水平,，進(jìn)行全回流穩(wěn)定操作；

(2)加入溶劑全回流操作,。以一定流率加入溶劑,，同時(shí)打開簡單蒸餾釜與精餾塔底部閥門,，使回流液進(jìn)入簡單蒸餾釜,，同時(shí)控制塔釜加熱器電流穩(wěn)定塔壓降,，直至塔頂組分含量達(dá)到要求；

(3)保持溶劑加入流率不變,，以恒定回流比采出產(chǎn)品。將塔頂產(chǎn)品采出,，同時(shí)將簡單蒸餾釜加熱，對(duì)回流液進(jìn)行簡單蒸餾,，使汽相進(jìn)入再沸器繼續(xù)萃取精餾；

(4)當(dāng)塔頂產(chǎn)品含量不符合要求時(shí)停止塔頂采出和再沸器加熱,，繼續(xù)加熱簡單蒸餾釜，采出中間餾分,，回收溶劑，直至簡單蒸餾釜內(nèi)溶劑含量達(dá)到要求,。3 萃取劑的選擇 3.1 選擇原則

萃取精餾過程研究和開發(fā)的首要任務(wù)和中心工作是溶劑選擇問題。萃取劑的選擇問題即選擇待分離體系的最佳萃取劑,。一般來說，在選擇萃取劑時(shí),，主要考慮以下幾個(gè)因素：

1．對(duì)被分離物有大的萃取容量。溶劑的萃取容量越大,，其需要的循環(huán)量越少： 2．具有優(yōu)良選擇性。能在很大程度上溶解一個(gè)或多個(gè)被分離組分,，而對(duì)另一些組分則很少溶解；

3．具有較高的沸點(diǎn)和具有足夠低的凝固點(diǎn),，不與原組分形成共沸物,；

4．具有一定的化學(xué)與熱穩(wěn)定性,，在分離過程中不發(fā)生聚合或分解,；且不和被分離組分發(fā)生反應(yīng),；

5．應(yīng)當(dāng)容易再生，即被萃取物容易與溶劑分離,，溶劑可以多次反復(fù)利用,； 6．毒性和腐蝕性小,，不腐蝕設(shè)備，而且對(duì)被處理的物料沒有嚴(yán)重的污染,； 7．粘度應(yīng)足夠低，易于用泵輸送,；

8．與進(jìn)料物料要有足夠的密度差，使兩相逆流流動(dòng)和分離容易； 9．價(jià)格適宜,，來源豐富。

萃取劑有兩大類：單一溶劑和混合溶劑[19](主要指雙組分及雙組分以上多組分組成溶劑),。單一萃取劑就是采用一種化合物作為萃取精餾過程的萃取劑,；目前單一萃取劑的研究，是研究比較成熟的領(lǐng)域,?；旌先軇┦窃趩我惠腿┑幕A(chǔ)上再加上一種或幾種化合物,，所加入輔助溶劑的主要作用就是在保證原單一萃取劑具有高選擇性的前提下,，改善原單一溶劑的溶解性，使其更大限度地改變待分離物系輕重組分之間的相對(duì)揮發(fā)度,，使分離過程更加容易,。研究表明混合萃取劑比單一萃取劑在相同條件下有更高的選擇性，混合萃取劑的選擇性不僅與主萃取劑密切相關(guān)而且還與輔助萃取劑有著直接的關(guān)系,。

3.2 萃取劑的選擇方法

萃取劑的選擇方法主要分為兩大類：一類是經(jīng)驗(yàn)法,、組分熱力學(xué)性質(zhì)法和試驗(yàn)法相互結(jié)合的常規(guī)選擇方法,。這種綜合方法準(zhǔn)確,，但耗時(shí)長,，篩選溶劑范圍窄；一類是通過計(jì)算機(jī)手段和信息處理理論所衍生的先進(jìn)的現(xiàn)代溶劑選擇方法,。目前國內(nèi)外有關(guān)萃取劑選擇的具體研究與應(yīng)用的幾種主要方法敘述如下：

3.2.1 試驗(yàn)法

試驗(yàn)法是通過測(cè)定在加入萃取劑后共沸物系輕重組分之間的汽液平衡數(shù)據(jù)，然后計(jì)算其選擇性參數(shù)和相對(duì)揮發(fā)度,，來判斷選擇的萃取劑是否能打破待分離的共沸體系及過程分離的 難易程度，進(jìn)而對(duì)溶劑進(jìn)行篩選,，這種方法是所有萃取溶劑選擇方法中最準(zhǔn)確的，但投資大,，周期長，經(jīng)濟(jì)性差,。試驗(yàn)法是通過氣相色譜等設(shè)備測(cè)定體系汽液平衡數(shù)據(jù)或無限稀釋溶液的活度系數(shù),，主要包括：色譜法(停留時(shí)間法),、穩(wěn)態(tài)法,、沸點(diǎn)升高測(cè)定法和平衡釜法、稀釋器技術(shù)法[20]等方法,。前三種方法僅適用于純?nèi)軇┑倪x取，稀釋器技術(shù)法不僅適用于純?nèi)軇┑倪x取,，而且適用于混合溶劑的選取，使用更為普遍,。

3.2.2 經(jīng)驗(yàn)法

經(jīng)驗(yàn)法一般用于預(yù)選溶劑，因?yàn)檩腿【s過程的成功實(shí)現(xiàn)主要依靠溶劑與被分離關(guān)鍵組分分子間作用力的差異,，依據(jù)拉烏爾定律，分子間作用力越大,，對(duì)拉烏爾定律的偏差越大。因此,，可根據(jù)實(shí)際情況，通過一定的前提假設(shè),，將常見的有機(jī)物按偏離拉烏爾定律的程度與方向(正偏差,、接近理想,、負(fù)偏差)進(jìn)行分類，并制成表格,。當(dāng)前選取萃取溶劑的主要經(jīng)驗(yàn)方法有welle方法[21]、tassrons方法[22]和d robbins方法[23]等,。

3.2.3 熱力學(xué)方法

熱力學(xué)方法就是以熱力學(xué)模型為選擇依據(jù),，通過wilson法、van laar法等熱力學(xué)模型計(jì)算分離物系的關(guān)鍵組分在溶劑中的活度系數(shù),，進(jìn)而經(jīng)過定性定量比較，從而理論判斷被選溶劑的選擇性和溶解性的方法,。目前主要流行使用以下幾種主要方法：prausni tz＆anderson理論[24],，pdd方法,，正規(guī)溶液理論法,，無限稀釋活度系數(shù)法(hildebrand法),，溶解度參數(shù)mosced法,，官能團(tuán)unifac法[25]以及官能團(tuán)asog法等多種利用各類熱力學(xué)模型計(jì)算的方法,，其中unifac法是目前通過應(yīng)用官能團(tuán)相互作用參數(shù)值預(yù)測(cè)組分和混合物比較流行的方法

3.2.4 計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)方法(camd)camd(computer-aided molecular design)法是指通過計(jì)算機(jī)利用各種選擇指標(biāo),，設(shè)計(jì)或具體選擇最佳溶劑?？煞譃橛?jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)優(yōu)化篩選方法，有時(shí)二者也結(jié)合使用,。計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)方法(camd)首先預(yù)選一定結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，然后按照某種規(guī)律組合成分子,，并依據(jù)所設(shè)定的分子目標(biāo)性質(zhì)進(jìn)行篩選,，在眾多有機(jī)物中逐漸縮小搜索范圍,，最終找到所需的優(yōu)化物質(zhì),。近年來，camd方法已經(jīng)較深入地應(yīng)用于化工生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)[26],。

camd算法選擇設(shè)計(jì)溶劑的步驟通常分四步[27]： 1．熱力學(xué)模型計(jì)算溶劑的選擇性,；

2．在一些合理的假設(shè)前提下，簡化分離過程,，通過模擬計(jì)算，得到分離過程所需理論塔板數(shù)及加入的熱量負(fù)荷,；

3．結(jié)合溶劑要求，淘汰不符合規(guī)定的溶劑,； 4．考慮進(jìn)料板位置、溶劑比,、回流比等因素，對(duì)分離過程進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,，最后選定溶劑。

3.2.5 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法(ann)ann(artificial neural network)方法建立在現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上,，借鑒神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，針對(duì)其它學(xué)科和研究領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,、簡化,、模擬，是一種高級(jí)的,、先進(jìn)的新型信息處理和計(jì)算系統(tǒng)。由于系統(tǒng)處理過程中參數(shù)的選取缺乏全面性以及所需的數(shù)據(jù)庫不完全,，至今仍處于初級(jí)研究階段,。

結(jié)語

對(duì)影響萃取精餾分離過程的幾個(gè)方面進(jìn)行分析,，一般萃取精餾流程和塔結(jié)構(gòu)的改進(jìn)是有限的。因此,，從本質(zhì)上講選擇好的萃取劑或?qū)腿┻M(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化是提高萃取精餾塔生產(chǎn)能力和降低能耗的最有效途徑。同普通精餾一樣,，萃取精餾易于工業(yè)實(shí)踐。在普通精餾不能完成的分離場(chǎng)合,，應(yīng)該優(yōu)先考慮萃取精餾,，然后是其他的特殊精餾方式和分離方法。萃取精餾的優(yōu)點(diǎn),，在于萃取精餾具有較強(qiáng)的實(shí)用性,，其研究成果易轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,。參考文獻(xiàn)

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簡述萃取精餾過程 萃取,蒸餾篇三

1,、萃取精餾的原理

在基本有機(jī)化工生產(chǎn)中,，經(jīng)常會(huì)遇到組分的相對(duì)揮發(fā)度比較接近，組分之間也存在形成共沸物的可能性,。若采用普通精餾的方法進(jìn)行分離，將很困難,，或者不可能。對(duì)于這類物系,，可以采用特殊精餾方法，向被分離物系中加入第三種組分,，改變被分離組分的活度系數(shù)，增加組分之間的相對(duì)揮發(fā)度,，達(dá)到分離的目的。如果加入的溶劑與原系統(tǒng)中的一些輕組分形成最低共沸物,，溶劑與輕組分將以共沸物形式從塔頂蒸出,，塔底得到重組分，這種操作稱為共沸精餾,；如果加入的溶劑不與原系統(tǒng)中的任一組分形成共沸物,，其沸點(diǎn)又較任一組分的沸點(diǎn)高,，溶劑與重組分將隨釜液離開精餾塔,，塔頂?shù)玫捷p組分，這種操作稱為萃取精餾,。

2、溶劑篩選原理

由于萃取精餾混合物多為強(qiáng)非理想性的系統(tǒng),，所以工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜溶劑時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

（1）選擇性：溶劑的加人要使待分離組分的相對(duì)揮發(fā)度提高顯著，即要求溶劑具有較高的選擇性,，以提高溶劑的利用率；

2）溶解性：要求溶劑與原有組分間有較大的相互溶解度,，以防止液體在塔內(nèi)產(chǎn)生分層現(xiàn)象，但具有高選擇性的溶劑往往伴有不互溶性或較低的溶解性,，因此需要通過權(quán)衡選取合適的溶劑，使其既具有較好的選擇性,，又具有較高的溶解性,；

（3）沸點(diǎn)：溶劑的沸點(diǎn)應(yīng)高于原進(jìn)料混合物的沸點(diǎn),，以防止形成溶劑與組分的共沸物,。但也不能過高，以避免造成溶劑回收塔釜溫過高,。目前萃取精餾溶劑篩選的方法有實(shí)驗(yàn)法、數(shù)據(jù)庫查詢法,、經(jīng)驗(yàn)值方法,、計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)法用實(shí)驗(yàn)法篩選溶劑是目前應(yīng)用最廣的方法,，可以取得很好的結(jié)果,，但是實(shí)驗(yàn)耗費(fèi)較大,，實(shí)驗(yàn)周期較長,。實(shí)驗(yàn)法有直接法、沸點(diǎn)儀法,、色譜法、氣提法等,。實(shí)際應(yīng)用過程中往往需要幾種方法結(jié)合使用，以縮短接近目標(biāo)溶劑的時(shí)間,。溶劑篩選的一般過程為：經(jīng)驗(yàn)分析,、理論指導(dǎo)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等,。若文獻(xiàn)資料和數(shù)據(jù)不全，則只有采取最基本的實(shí)驗(yàn)方法,，或者采取頗具應(yīng)用前景的計(jì)算機(jī)優(yōu)化方法以尋求最佳溶劑。

3,、萃取精餾的分類

萃取精餾按照其操作方式可以分為兩類,，即連續(xù)萃取精餾和間歇萃取精餾,。

3.1 連續(xù)萃取精餾

連續(xù)萃取精溜過程中,，進(jìn)料、溶劑的加入及回收都是連續(xù)的。連續(xù)萃取精餾一般采用雙塔操作,，第一個(gè)塔是萃取精餾塔,，被分離的物料由塔的中部連續(xù)進(jìn)入塔內(nèi),，而溶劑則在靠近塔頂?shù)牟课贿B續(xù)加人。在萃取精餾塔內(nèi)易揮發(fā)組分由塔頂餾出,，而難揮發(fā)組分和溶劑由塔底餾出并進(jìn)入溶劑回收塔,。在溶劑回收塔內(nèi)，可使難揮發(fā)組分與溶劑得到分離,，難揮發(fā)組分由塔頂餾出,，而溶劑由塔底餾出并循環(huán)回送至萃取精餾塔。

3.2 間歇萃取精餾

間歇萃取精餾是近年來興起的新的研究方向,，由于間歇萃取精餾具有間歇精餾和萃取精餾的優(yōu)點(diǎn),，近年來引起了一些學(xué)者的注意。間歇萃取精餾比連續(xù)萃取精餾復(fù)雜得多,，其流程及操作方法與連續(xù)萃取精餾不同,。間歇萃取精餾的操作步驟如下：不加溶劑進(jìn)行全回流操作；加溶劑進(jìn)行全回流操作,；加溶劑進(jìn)行有限回流比操作,；有限回流操作，停止向萃取精餾塔加溶劑,。恒塔頂組成操作包括3種方法：

（1）溶劑的進(jìn)料速率保持不變,，改變回流比；

（2）保持回流比恒定,，改變?nèi)軇┑倪M(jìn)料速率,，此方法在理論上是可行的，但在實(shí)踐中卻難以實(shí)現(xiàn),；

（3）同時(shí)改變回流比和溶劑進(jìn)料速率,。

4、萃取精餾在實(shí)際中應(yīng)用

化學(xué)及石油化工等領(lǐng)域中,，萃取精餾主要用于兩個(gè)方面：一是沸點(diǎn)相近的烴的分離,，如最典型的丁烯與丁二烯的分離,，兩者沸點(diǎn)相差只有2℃，相對(duì)揮發(fā)度為1.03,；二是共沸物的分離,，如甲醇一丙酮、乙醇一乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有機(jī)物水溶液,。萃取精餾的優(yōu)點(diǎn)是增加了被分離組分之間的相對(duì)揮發(fā)度,，使難分離物系的分離能夠進(jìn)行；缺點(diǎn)是加入的萃取劑量較大,，增大了分離過程的能耗,。因此，對(duì)萃取精餾進(jìn)行改進(jìn),，對(duì)強(qiáng)化分離過程具有重要意義,。加鹽萃取精餾既解決了溶鹽精餾中鹽的溶解和運(yùn)輸問題，又改進(jìn)了萃取精餾中萃取劑用量大,、塔板效率低的缺點(diǎn),。但是，加鹽萃取精餾在實(shí)際應(yīng)用過程中,，還存在鹽的回收及結(jié)晶等問題,，有待進(jìn)一步完善。加鹽萃取精餾技術(shù)的主要應(yīng)用研究如下,。

4.1 醇類物系

加鹽萃取精餾最早被應(yīng)用在無水乙醇的生產(chǎn)中,。段占庭等""以無水乙醇為制取對(duì)象，分別采用含氯化鈉,、氯化鈣,、醋酸鉀等9種鹽的乙二醇溶液為溶劑，測(cè)定了相關(guān)的汽液平衡數(shù)據(jù),，經(jīng)過比較,，優(yōu)選出了醋酸鉀一乙二醇復(fù)合溶劑，用于工業(yè)制備乙醇,。實(shí)踐表明,，乙二醇的用量減少了75％～80％，相同產(chǎn)量的操作時(shí)間比普通精餾縮短了65％～75％,。趙林秀等用改進(jìn)的汽液平衡釜測(cè)定了101．3kpa下醋酸甲酯一甲醇物系在萃取劑和鹽存在下的相對(duì)揮發(fā)度,，測(cè)定了全濃度范圍內(nèi)的汽液平衡數(shù)據(jù)，并進(jìn)行了加鹽萃取精餾工藝的實(shí)驗(yàn),。結(jié)果表明,，水作為萃取劑，加入醋酸鉀,，可提高醋酸甲酯一甲醇物系的相對(duì)揮發(fā)度,，加鹽萃取精餾比普通精餾有優(yōu)勢(shì),，當(dāng)溶劑體積比為1:1時(shí)，萃取精餾塔塔頂采出的醋酸甲酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到99％以上,，萃取劑回收率達(dá)98％,，鹽可全部回收。異丙醇和水形成共沸物系,，共沸點(diǎn)為80.3℃,。為獲得高純度的異丙醇，柳陽等采用間歇加鹽的萃取方式,，以含鹽乙二醇溶劑為萃取劑,，考察了鹽的類型、回流比,、溶劑比等因素對(duì)異丙醇一水混合液精餾分離效果的影響,，小型工藝試驗(yàn)裝置的操作結(jié)果表明,，在回流比0.5,、溶劑比0.625、萃取劑進(jìn)料速率20ml/min的條件下,，異丙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)98.87％,，能夠滿足工廠生產(chǎn)的要求。

4.2 非極性物系

加鹽萃取精餾不僅可以分離極性組分,，也可以應(yīng)用在非極性組分的分離過程中,。而對(duì)于分離非極性物系，加鹽萃取精餾研究的報(bào)道較少,。碳四組分中丁二烯是合成橡膠的重要單體,，工業(yè)上生產(chǎn)丁二烯最具競(jìng)爭(zhēng)力的方法是萃取精餾法。萃取精餾的缺點(diǎn)是溶劑比大,，大溶劑量降低了塔的生產(chǎn)能力和塔板效率,，所以降低溶劑比、提高溶劑分離能力,，對(duì)分離過程的技術(shù)指標(biāo)有重要的影響,。目前常用的溶劑是：乙腈、ⅳ一甲基吡咯烷酮,、二甲基甲酰胺,。在此基礎(chǔ)上，碳四抽提溶劑改性不僅對(duì)丁二烯的生產(chǎn)具有積極意義,，而且對(duì)于烴類物系的萃取精餾分離具有參考和推廣價(jià)值,。雷志剛等 副開展了一系列碳四組分的加鹽萃取精餾實(shí)驗(yàn)，考察了鹽的類型,、濃度及溫度對(duì)碳四組分間相對(duì)揮發(fā)度的影響,。結(jié)果表明,，加鹽dmf比純dmf從碳四組分中分離丁二烯的效果明顯，丁二烯

萃取精餾塔工藝計(jì)算的結(jié)果表明,，加鹽dmf可以有效地降低能耗,，與純dmf相比再沸器和冷凝器負(fù)荷分別節(jié)省17.5％和8.0％。有資料表明對(duì)乙腈萃取精餾分離碳四的助溶劑進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì),，將分子設(shè)計(jì)分為有機(jī)物和鹽類分別進(jìn)行,，比較設(shè)計(jì)結(jié)果后認(rèn)為，乙腈加鹽能夠有效地提高碳四組分間的相對(duì)揮發(fā)度,，并且nascn和kscn是最優(yōu)的助溶劑,。萃取精餾的計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì)能夠減少實(shí)驗(yàn)的工作量。

4.3 其他物系

針對(duì)工業(yè)上傳統(tǒng)蒸餾法分離環(huán)己酮一水物系能耗過大的問題,，邱學(xué)青等研究了含鹽類的復(fù)合萃取劑對(duì)該物系的萃取分離效果,，其結(jié)果表明mgc1能明顯改變環(huán)己酮與水之間的互溶度，大幅度提高復(fù)合萃取劑對(duì)組分的萃取分配系數(shù)和選擇性系數(shù),，為工業(yè)上環(huán)己酮的生產(chǎn)提純提供了一種新的分離方法,；劉思周以醋酸異丙酯為萃取劑，用加鹽萃取一恒沸精餾的方法分離醋酸一水溶液,?？疾炝瞬煌N類的鹽及其濃度對(duì)萃取劑中醋酸含量的影響，鹽可以大大提高萃取劑的分配系數(shù)和選擇性系數(shù),；楊金苗等分別用不同濃度的乙二醇,、鹽及含鹽乙二醇溶液考察了對(duì)醋酸甲酯一水物系的影響，并進(jìn)行汽液平衡測(cè)定,。其研究結(jié)果表明,，加鹽萃取精餾比單純的普通精餾、加鹽精餾,、萃取精餾的分離效果好,。對(duì)于醋酸甲酯一水物系，通過汽液平衡實(shí)驗(yàn)可看出,，加入鹽明顯提高了共沸物中醋酸甲酯的含量,，可達(dá)到較好的分離效果；針對(duì)醋酸甲酯一甲醇一水物系分離難,、生產(chǎn)能耗高的現(xiàn)狀,，楊東杰等采用mgcl2、ch3cook和水組成的復(fù)合鹽萃取劑對(duì)該物系進(jìn)行分離,。氣相色譜分析結(jié)果表明,，鹽可降低醋酸甲酯在水中的溶解度。

5、結(jié)論及展望

萃取精餾溶劑的篩選一般要經(jīng)過計(jì)算篩選和實(shí)驗(yàn)篩選,。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,，將分子設(shè)計(jì)應(yīng)用于萃取精餾計(jì)算篩選可以大大減少實(shí)驗(yàn)工作量。溶劑加鹽是萃取精餾溶劑優(yōu)化的一個(gè)重要策略,。如果遇到萃取精餾分離過程,，可以嘗試采用加鹽的方式對(duì)溶劑進(jìn)行改進(jìn)。在萃取精餾溶劑選擇和優(yōu)化過程中,，由于基礎(chǔ)溶劑和助溶劑受到諸多方面制約,，使可選擇范圍縮小，這對(duì)選擇和發(fā)現(xiàn)新的溶劑極為不利,。在普通精餾不能完成的分離場(chǎng)合,，應(yīng)該優(yōu)先考慮萃取精餾，然后是其他的特殊精餾方式和分離方法,。其主要的發(fā)展方向?yàn)椋阂环矫?，可以將其與傳統(tǒng)分離過程相結(jié)合，建立新的耦合過程強(qiáng)化分離效果,；另一方面,，多樣化的萃取劑與鹽的組合吸引了眾多研究者在此領(lǐng)域進(jìn)行探索，并取得了一定的進(jìn)展,。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,，加鹽萃取精餾技術(shù)有望發(fā)揮更大的作用,。

簡述萃取精餾過程 萃取,蒸餾篇四

第一節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法（3）

分液和萃取

教學(xué)設(shè)計(jì)

馮雪媃 一．教材分析

萃取是高中化學(xué)必修1第一章《從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)》的基本實(shí)驗(yàn)操作方法,。萃取是一種新方法。學(xué)習(xí)這種方法,，主要是讓學(xué)生對(duì)物質(zhì)分離和提純的有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),。

二、教學(xué)目標(biāo)（1）,、知識(shí)與技能

⒈ 知道什么是分液,，初步學(xué)會(huì)分液的基本操作，理解其適用范圍,。⒉ 了解分液漏斗的種類和適用范圍,，學(xué)會(huì)使用分液漏斗。⒊ 知道什么是萃取,、萃取劑,，初步學(xué)會(huì)萃取的基本操作。⒋ 學(xué)會(huì)應(yīng)用萃取和分液操作從碘水中提取碘,。（2）,、過程與方法

在化學(xué)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)過程中，逐漸養(yǎng)成問題意識(shí),，能夠發(fā)現(xiàn)和提出有價(jià)值的化學(xué)問題,，學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)和反思,，逐步形成獨(dú)立思考的能力，提高自主學(xué)習(xí)能力,，善于與他人合作,。（3）．情感、態(tài)度和價(jià)值觀

建立提出問題,、分析問題以及通過實(shí)驗(yàn)解決問題的科學(xué)思維,。

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：分液,、萃取 教學(xué)難點(diǎn)：萃取

四,、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

在學(xué)習(xí)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，先讓學(xué)生預(yù)習(xí),，找出問題,，再做探究性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中分析問題,，思考問題,，再由實(shí)驗(yàn)上升到知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。這樣就更加便于學(xué)生學(xué)習(xí),，學(xué)生也因此更加容易理解每個(gè)知識(shí)點(diǎn),。在教學(xué)中突出以下特點(diǎn)：

1、以實(shí)驗(yàn)為引導(dǎo)

通過實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)驗(yàn)證推論,，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。

2,、以思維為核心

通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析,，引導(dǎo)學(xué)生開展積極的思維活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的辨析能力,。

3,、以學(xué)生為主體

通過組織討論,，發(fā)揮群體的智慧,，完成知識(shí)的構(gòu)建

五、儀器,、藥品

鐵架臺(tái),、燒杯、鐵圈,、分液漏斗（球形,、錐形）、試管、試管架,、膠頭滴管,；四氯化碳、苯,、碘水,、油水混合物。

六,、教學(xué)過程

【ppt投影】引導(dǎo)學(xué)生指出蒸餾裝置中的錯(cuò)誤之處,。【學(xué)生活動(dòng)】觀看,、思考,、回答。

【設(shè)計(jì)意圖】檢查學(xué)生對(duì)蒸餾知識(shí)的掌握情況,。有利于知識(shí)的鞏固,。【問題引入】同學(xué)們,，在前面我們共同學(xué)習(xí)了過濾,、蒸發(fā)和蒸餾等混合物的分離和提純方法，今天我們將繼續(xù)學(xué)習(xí)剩下的兩種分離和提純方法,，即分液和萃取。首先請(qǐng)大家根據(jù)所預(yù)習(xí)的知識(shí)回答以下問題,？ 【ppt投影】

1、分離油和水的混合物用什么分離方法,？

2,、四氯化碳,、苯,、酒精、汽油等是有機(jī)溶劑,，溶于水,，不溶于水。

3,、從碘水里如何提取碘,？

【學(xué)生活動(dòng)】結(jié)合預(yù)習(xí)的內(nèi)容。學(xué)生積極思考,，討論,、自由回答?！驹O(shè)計(jì)意圖】了解學(xué)生學(xué)習(xí)的需要,，營造了民主寬松的氣氛。檢查預(yù)習(xí)成果,，潛意識(shí)強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)的作用,。培養(yǎng)了學(xué)生的表達(dá)能力?！具^渡】我們來學(xué)習(xí)分離油水混合物的方法——分液,。

【演示實(shí)驗(yàn)】介紹分液漏斗，演示分液操作（分離油水混合物）,。⑴ 分液漏斗

球形分液漏斗——滴加反應(yīng)液 錐形分液漏斗——分液 ⑵ 分液操作

① 檢查分液漏斗是否漏水,；

② 混合液體倒入分液漏斗，將分液漏斗置于鐵圈上靜置（如教材p9 圖1-8）

③ 打開分液漏斗活塞,，再打開旋塞,，使下層液體（水）從分液漏斗下端放出，待油水界面與旋塞上口相切即可關(guān)閉旋塞,； ④ 把上層液體（油）從分液漏斗上口倒出,。【學(xué)生活動(dòng)】傾聽,、觀察,、思考?！驹O(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生掌握分液漏斗的使用方法,。

【歸納小結(jié)】我們已經(jīng)知道什么是分液漏斗，也初步學(xué)會(huì)了分液操作,。那么你能否總結(jié)出分液的適用分離什么樣的混合物,？

【學(xué)生活動(dòng)】思考、交流,，個(gè)別回答：分液適用于分離互不相溶的液體混合物,。

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生學(xué)會(huì)歸納。

【問題引入】四氯化碳,、苯不溶于水,，故四氯化碳與水的混合物、苯與水的混合物用分液的方法分離,。哪四氯化碳,、苯它們的密度比水大還是?。?/p>

【學(xué)生活動(dòng)】積極討論,，各抒己見,。

【實(shí)驗(yàn)探究1】取一支試管，先加適量的水,，再加少量的四氯化碳,，最后加少量的苯，觀察現(xiàn)象,。

【學(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察,，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象容易得出結(jié)論：四氯化碳不溶于水，密度比水大,，在水的下一層,。苯不溶于水，密度比水小,，在水的上一層,。

【實(shí)驗(yàn)探究2】取2支試管，分別注入少量水和四氯化碳,，然后均投入小粒碘,，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【提問】從實(shí)驗(yàn)中你能得出什么結(jié)論,？

【學(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察,，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中容易的出結(jié)論：碘不易溶于水但易溶于四氯化碳?！驹O(shè)疑】

若在盛有四氯化碳和水的混合物中投入小粒碘,，并不斷振蕩試管，現(xiàn)象會(huì)如何呢,？請(qǐng)說出你的猜想和運(yùn)用的依據(jù),。【學(xué)生分組討論,、師生交流】

組織學(xué)生對(duì)以上分組問題展開討論,，經(jīng)過一段時(shí)間的討論后，給機(jī)會(huì)學(xué)生發(fā)表見解,，然后收集各組意見整理,，大致有以下幾種猜想：

猜想一：認(rèn)為碘溶于四氯化碳而不溶于水，依據(jù)是碘最后落在四氯化碳層,；

猜想二：認(rèn)為碘溶于水而不溶于四氯化碳，依據(jù)是碘下落時(shí)先經(jīng)過水層,；

猜想三：認(rèn)為碘溶于四氯化碳而不溶于水,，依據(jù)是碘易溶于四氯化碳,，而不易溶于水；

【實(shí)驗(yàn)探究3】在盛有四氯化碳和水的混合物的試管中投入小粒碘,，并不斷振蕩試管,，靜置后觀察現(xiàn)象。

【學(xué)生活動(dòng)】認(rèn)真觀察,，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出結(jié)論：水層基本無色,。實(shí)驗(yàn)證明猜想三是正確的?！緦?shí)驗(yàn)探究4】

[學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)]把四氯化碳加入碘水中,、振蕩，注意觀察,、比較振蕩前后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,，從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)隳苡惺裁磫l(fā)？

【學(xué)生活動(dòng)】實(shí)驗(yàn),、觀察現(xiàn)象,、相互交流。個(gè)別回答：振蕩前上層棕黃色,，下層無色,，振蕩后上層無色，下層紫紅色,；碘會(huì)從溶解度較小的(水)溶劑中轉(zhuǎn)移到溶解度較大的（四氯化碳）溶劑中,。

【設(shè)計(jì)意圖】通過問題引入，實(shí)驗(yàn)探究,，讓學(xué)生了解新知,，培養(yǎng)學(xué)生觀察和思考能力?！咎剿餍轮科鋵?shí)剛才所做的實(shí)驗(yàn)就是從碘水中用四氯化碳萃取碘,。那么你能否歸納出萃取的定義呢？

【學(xué)生活動(dòng)】傾聽,、思考,、交流。個(gè)別回答：利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度的差別,，用溶解度叫大的溶劑把溶質(zhì)從溶解度較小的溶劑中提取出來的操作叫萃取,。【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生學(xué)會(huì)歸納,。

【講解】在萃取中,，溶解度較大的溶劑我們把它稱做萃取劑，那么可以用作萃取劑的物質(zhì)有那些特殊的要求,？請(qǐng)從剛才的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考,?！緦W(xué)生活動(dòng)】思考、交流,。個(gè)別回答：①與原溶劑互不溶,；②與溶質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；③溶質(zhì)在其中的溶解度遠(yuǎn)大于溶質(zhì)在原溶劑中的溶解度,。

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題,，學(xué)會(huì)由特殊到一般的規(guī)律?！舅伎寂c交流】大家知道碘酒嗎,？我們能否利用酒精萃取碘水中的碘？為什么,？我們還可以選擇哪些物質(zhì)來萃取碘水中的碘,？已知碘在有機(jī)溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度。

【學(xué)生活動(dòng)】思考,、交流,。個(gè)別回答：①不能用酒精萃取，因?yàn)榫凭c水互溶,；②還可以利用汽油,、煤油、苯等,?！驹O(shè)計(jì)意圖】鞏固新知，拓展新知,。

【歸納小結(jié)】這節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)探究,，學(xué)習(xí)了分離互不相溶的液體混合物的方法——分液，也學(xué)會(huì)了利用萃取劑把溶質(zhì)從原溶劑中提取出來的方法——萃取,。通過學(xué)習(xí)你知道萃取和分液的關(guān)系嗎,？ 【學(xué)生活動(dòng)】傾聽、思考,、交流,。個(gè)別回答：萃取之后經(jīng)常會(huì)利用分液作進(jìn)一步的分離、提純,?！菊n堂檢測(cè)】見導(dǎo)學(xué)案

【設(shè)計(jì)意圖】檢測(cè)學(xué)生對(duì)本節(jié)課的課堂效果是否達(dá)到高效?！菊n后作業(yè)】復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容

七,、板書設(shè)計(jì)

§1—1化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法

二、混合物的分離和提純

4,、分液

⑴ 適用范圍：分離互不相溶的液體混合物,。如油水混合物,。⑵ 儀器：分液漏斗 ⑶ 操作要點(diǎn)：

① 檢查分液漏斗是否漏水,；

② 混合液體倒入分液漏斗,，將分液漏斗置于鐵圈上靜置； ③ 打開分液漏斗活塞,，再打開旋塞,，使下層液體從分液漏斗下端放出，待油水界面與旋塞上口相切即可關(guān)閉旋塞,； ④ 把上層液體從分液漏斗上口倒出,。

5、萃取 ⑴ 定義：

利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度的差別,，用溶解度叫大的溶劑把溶質(zhì)從溶解度較小的溶劑中提取出來的操作叫萃取,。⑵ 萃取劑的要求 ① 與原溶劑互不溶； ② 與溶質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),；

③ 溶質(zhì)在其中的溶解度遠(yuǎn)大于溶質(zhì)在原溶劑中的溶解度,。常用萃取劑：四氯化碳、苯,、汽油,、煤油

八、教學(xué)反思

,、

簡述萃取精餾過程 萃取,蒸餾篇五

精餾名詞解釋：

1.回流比：塔頂回流量與塔頂產(chǎn)品采出量之比

2.全回流：塔頂上升蒸汽經(jīng)冷凝后全部回流至塔內(nèi),，則這種操作方法稱為全回流。全回流

主要用于開車過程與一般事故處理,。

3.泡點(diǎn)：在溫度一定的情況下,，開始從液相中分離出第一批氣泡的壓力，或在壓力一定的情況下,，開始從液相中分離出第一批氣泡的溫度,。

4.露點(diǎn)：在溫度一定的情況下，開始從氣相中分離出第一批液滴的壓力,，或在壓力一定的情況下,，開始從氣相中分離出第一批液滴的溫度。5.液泛：直徑一定的塔,，可供氣,、液兩相自由流動(dòng)的截面是有限的。二者之一的流量若增

大到某個(gè)限度,，降液管內(nèi)的液體便不能順暢地流下,；當(dāng)管內(nèi)的液體滿到上層板的溢流堰頂時(shí)，便要漫到上層板,，產(chǎn)生不正常積液,，最后可導(dǎo)致兩層板之間被泡沫液充滿,。這種現(xiàn)象，稱為液泛,。若液泛過于嚴(yán)重,，塔盤、塔內(nèi)充滿液體,，此時(shí)即為淹塔,。液泛可分為降液管液泛、霧沫夾帶液泛等,。降液管液泛是指降液管內(nèi)的液相堆積至上一層塔板,。造成降液管液泛的原因主要有降液管底隙高度較低、液相流量過大等,。霧沫夾帶液泛是指塔板上開孔空間的氣相流速達(dá)到一定速度,，使得塔板上的液相伴隨著上升的氣相進(jìn)入上一層塔板。造成霧沫夾帶液泛的原因主要是氣相速度過大,。

6.泡沫夾帶：液體進(jìn)入溢流管中時(shí),，由于泡沫還來不及從液體中全部分出，往往隨液體進(jìn)

入溢流管,，而流到下一層塔盤,，這種現(xiàn)象叫泡沫夾帶。泡沫夾帶的原因一般是因?yàn)闅怏w流速較大,。氣體流速較小時(shí),，經(jīng)常產(chǎn)生漏液現(xiàn)象。

7.霧沫夾帶：霧沫夾帶指塔板上的液體以霧滴形態(tài)被氣流夾帶到上一塔板的現(xiàn)象,，也包括

液滴被氣流帶出設(shè)備(如蒸發(fā)器)等,。塔板上的霧沫夾帶會(huì)造成液相在板間的返混，將減小傳質(zhì)推動(dòng)力而降低板效率,。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成液泛,，故對(duì)夾帶量有一定的限制。

8.爆炸極限：可燃物質(zhì)（可燃?xì)怏w,、蒸氣和粉塵）與空氣必須在一定的濃度范圍內(nèi)均勻混

合,，形成預(yù)混氣，遇著火源才會(huì)發(fā)生爆炸,，這個(gè)濃度范圍稱為爆炸極限,，或爆炸濃度極限。三氯氫硅爆炸極限：6.9～70%,。

9.精餾原理：就是利用液體混合物在一定壓力下各組分揮發(fā)度不同的性質(zhì),，在塔內(nèi)經(jīng)過多

次部分汽化，多次部分冷凝，使各組分得以完全分離的過程,。