淺析萃取精餾技術(shù)的研究

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1、淺析萃取精餾技術(shù)的研究關(guān)鍵詞：1萃取精餾的原理在基本有機化工生產(chǎn)中，經(jīng)常會遇到組分的相對揮發(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行分離，將很困難，或者不可能。對于這類物系，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揮發(fā)度，達到分離的目的[1]。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，其沸點又較任一組分的沸點高，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

2、餾。2溶劑篩選原理由于萃取精餾混合物多為強非理想性的系統(tǒng)，所以工業(yè)生產(chǎn)中選擇適宜溶劑時主要應(yīng)考慮以下幾點：（1）選擇性：溶劑的加人要使待分離組分的相對揮發(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：溶劑的沸點應(yīng)高于原進料混合物的沸點，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驗法、數(shù)據(jù)庫查詢法、經(jīng)

3、驗值方法、計算機輔助分子設(shè)計法用實驗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，但是實驗耗費較大，實驗周期較長。實驗法有直接法、沸點儀法、色譜法、氣提法等。實際應(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)溶劑的時間。溶劑篩選的一般過程為：經(jīng)驗分析、理論指導(dǎo)與計算機輔助設(shè)計、實驗驗證等[2]。若文獻資料和數(shù)據(jù)不全，則只有采取最基本的實驗方法，或者采取頗具應(yīng)用前景的計算機優(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，進料、溶劑的加入及回收都是連續(xù)的[3]。連續(xù)萃取精餾一般采用雙塔操作，第

4、一個塔是萃取精餾塔，被分離的物料由塔的中部連續(xù)進入塔內(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，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：不加溶劑進行全回流操作；加溶劑進行全回流操作；加溶劑進行有限回流比操作；有限回流操作，停

5、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料速率，此方法在理論上是可行的，但在實踐中卻難以實現(xiàn)；（3）同時改變回流比和溶劑進料速率[4]。4萃取精餾在實際中應(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方面：一是沸點相近的烴的分離，如最典型的丁烯與丁二烯的分離，兩者沸點相差只有2℃，相對揮發(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物水溶液。萃取精餾的優(yōu)點是增加了被分離組分之間的相對揮發(fā)度，使難分離物系的分離能夠進行；缺點是加入的萃取劑量較大，增大了分離過程的能耗。因此，

6、對萃取精餾進行改進，對強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輸問題，又改進了萃取精餾中萃取劑用量大、塔板效率低的缺點[5]。但是，加鹽萃取精餾在實際應(yīng)用過程中，還存在鹽的回收及結(jié)晶等問題，有待進一步完善。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。實踐表明，乙二醇的用量減少了75％～80％，相同產(chǎn)量的操作時間比普通精餾縮短了65％～75％。

7、趙林秀等用改進的汽液平衡釜測定了101．3kPa下醋酸甲酯一甲醇物系在萃取劑和鹽存在下的相對揮發(fā)度，測定了全濃度范圍內(nèi)的汽液平衡數(shù)據(jù)，并進行了加鹽萃取精餾工藝的實驗。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揮發(fā)度，加鹽萃取精餾比普通精餾有優(yōu)勢，當(dāng)溶劑體積比為1:1時，萃取精餾塔塔頂采出的醋酸甲酯的質(zhì)量分數(shù)可達到99％以上，萃取劑回收率達98％，鹽可全部回收。異丙醇和水形成