萃取精馏
萃取精馏
萃取精馏原理
• 3、当原有两组分 A和B的沸点相近，非理 想性不大时，若相对挥发度接近于1，则用 普通精馏也无法分离。入溶剂后，溶剂 与组分A形成具有较强正偏差的非理想溶液， 与组分B 形成负偏差溶液或理想溶液，从而 提高了组分A对组分B的相对挥发度，以实 现原有两组分的分离。溶剂的作用在于 对 不同组分相互作用的强弱有较大差异。
精馏萃取
• 萃取精馏定义： 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。
一、萃取精馏原理
• 1、溶剂在萃取精馏中的 作用是使原有组分的相对 挥发度按所希望的方向改 变，并有尽可能大的相对 挥发度。 • 2、当被分离物系的非理 想性较大，且在一定浓度 范围难以分离时，加入溶 剂后，原有组分的浓度均 下降，而减弱了它们之间 的相互作用，只要溶剂的 浓度足够大，就突出了两 组分蒸汽压的差异对相对 挥发度的贡献，实现了原 物系的分离。在该情况下， 溶剂主要起了稀释作用。
结语
• 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。 • 目前，萃取精馏比恒沸精馏更广泛地用于醛、酮、 有机酸及其他烃类氧化物等的分离。
二、萃取精馏过程分析
• 一般规律： • （1）汽液流率： • 由于溶剂的沸点高，流率较大，在下流过程中溶剂温升会冷凝一定 量的上 • 蒸汽，导致塔内汽相流率越往上走越小，液相流率越往下流越大。 • 溶剂存在下，塔内的液汽比大于脱溶剂情况下的液汽比； • 各板下流的溶剂流率均大于加入的溶剂流率； • 汽相流率、液相流率都是越往上越小。 • （2）浓度分布。溶剂在塔内浓度分布分为四段： • 1)溶剂回收段 2)精馏段 3)提馏段 4)塔釜： • 举例：丙酮 / 甲醇 / 水萃取精馏塔内液相浓度分布 ◆ 丙酮；○ 甲醇；▲ 水（溶剂）
简述萃取精馏的特点
简述萃取精馏的特点
萃取精馏是一种常见的分离技术，通常用于从混合物中分离出不同组分。
它的特点如下：
1. 分离效果好：萃取精馏可以有效地将混合物中的不同组分分离出来。
这是因为不同组分在萃取精馏过程中会根据其挥发性和相互作用力的差异，以不同的速度从混合物中蒸发出来。
2. 纯度高：由于萃取精馏可以将目标组分从混合物中分离出来，因此可以得到高纯度的产物。
这对于许多工业和实验室应用来说非常重要，例如制药、化工和食品加工等领域。
3. 适用性广泛：萃取精馏可以应用于各种不同类型的混合物分离。
它可以用于分离液体混合物，如溶液和醇类混合物，也可以用于分离气体混合物，如空气中的氧气和氮气。
4. 节约能源：萃取精馏通常利用不同组分的挥发性差异来实现分离，因此可以减少能量消耗。
这是因为只需加热和冷却混合物，而不需要额外的能量输入。
5. 环保性：与其他分离技术相比，萃取精馏通常不需要使用额外的化学试剂。
这使得它在环保意识日益增强的时代中更加受欢迎。
总而言之，萃取精馏具有分离效果好、纯度高、适用性广泛、节约能源和环保等特点。
由于这些优点，它在各个领域得到广泛应用，并且在分离过程中具有很高的效率和经济性。
萃取精馏
xs
A1s' A2s' A12' (1 2x1' )
2.1、萃取精馏的原理和溶剂的选择
（1）溶剂的作用 设组分1和组分2组成的混合物，加入溶剂S进行分离。 常压下的相对挥发度：
12
K1 K2
1P1s / P 2 P2s / P
1P1s 2 P2s
代
液相活度系数可由三组分Margules方程求算：
x1'＝
x1 x1＋x2
脱溶剂浓度
ln
s
ln(
P1s P2 s
)T3
A12' (1 xs )(1
稀释作用
2x1' )
xs ( A1s' A2s' )
萃取作用
xs＝0时，ln
ln(
P1s P2 s
)T2
A12' (1
2x1' )
则当温度对压强比影响不大，x1 x1'时
ln s
II 同时含活性氢和供电子原子的液体：酸、酚、醇、胺、含氢的硝基化 合物或腈
III 含供电子原子的液体：醚、酮、酚、酯、叔胺 IV 含活性氢原子的液体：甲烷/乙烷卤化物 V 不能生成氢键的液体：烃、硫醇、CS2 – 有氢键生成，负偏差；氢键断裂，正偏差；同时氢键生成和断裂，较复杂 – 氢键理论对选择溶剂有指导意义 – 无限稀释活度系数和UNIFAC方法预测和筛选溶剂
8
二、萃取剂选择方法
• 实验测定VLE数据αs/ α • 2.1用三元活度系数方程计算 xs一般为0.6-0.8 • 极性相近
– 醚 醛 酮 脂 醇 二醇 水
• 同系物：丙酮－甲醇有两类萃取剂 • 溶解度
萃取精馏定义
萃取精馏定义萃取精馏是一种常用的物质分离技术，广泛应用于化工、石油、制药等领域。
它通过利用不同物质的挥发性差异，将混合物中的组分分离出来，从而得到纯净的物质。
萃取精馏的基本原理是利用物质的沸点差异。
当混合物加热至沸腾时，不同组分的沸点不同，挥发性较高的组分会先转化为气体，而挥发性较低的组分则会滞留在液体中。
通过控制温度和压力等条件，可以将气体组分收集起来，并进一步进行冷凝、净化等处理，最终得到纯净的物质。
在萃取精馏中，通常会使用精馏塔来实现分离。
精馏塔是一种特殊的设备，内部有多个平板或填料，可以提供较大的表面积，增加液体和气体之间的接触面积，从而加快挥发和冷凝的速度。
在精馏塔内部，液体从上部滴入，气体从下部上升，两者在平板或填料上进行传质传热，最终实现分离。
萃取精馏可以分为常压精馏和减压精馏两种方式。
常压精馏适用于沸点差异较大的混合物，通常工作温度在常压下进行。
减压精馏适用于沸点差异较小的混合物，通过降低系统压力来降低沸点，以实现分离。
除了常规的萃取精馏，还有一些特殊的精馏方法。
例如，气相色谱法（GC）是一种高效的分离技术，广泛应用于化学分析和环境监测等领域。
在气相色谱法中，样品通过气相载体（通常是氢、氮或惰性气体）进行传输，在柱子中与固定相发生相互作用，从而实现分离。
此外，还有蒸汽吸附法、膜分离法、超临界流体萃取等其他精馏方法。
这些方法在特定领域具有广泛的应用，并且不断得到改进和创新。
总之，萃取精馏是一种重要的物质分离技术，通过利用物质的挥发性差异，将混合物中的组分分离出来。
它在化工、石油、制药等领域具有广泛的应用前景，并且不断得到改进和创新。
随着科学技术的不断进步，相信萃取精馏将在更多领域展现其重要作用。
萃取精馏
响分离效果。
五、萃取精馏的注意事项
萃取精馏与一般精馏虽然都是利用液体的部分汽化、蒸汽 的部分冷凝产生的富集作用，从而将物料加以分离的过程， 但是，由于萃取精馏中加入了大量的萃取剂，因此与一般精 馏相比有如下几点需要注意。
(1) 由于加入的萃取剂是大量的(一般要求xS>0.6)，因此， 塔内下降液量远远大于上升蒸汽量，从而造成汽液接触不佳， 故萃取精馏塔的塔板效率低，大约为普通精馏的一半左右(回 收段不包括在内)。在设计时应注意塔板结构及流体动力情况， 以免效率过低。
萃取精馏
特殊精馏
• • • • • • • • 恒沸精馏 萃取精馏 加盐精馏 水蒸气精馏 反应精馏 吸附精馏 膜精馏 分子精馏
目录
萃取精馏
加盐精馏
水蒸气精馏
萃取精馏
向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），
以改善被分离组分间的汽液平衡关系，使原来体 系组分之间的相对挥发度增加，从而使它们变得
• •
三、溶剂选择方法(定性)
（1）Ewell的液体分类法 •分类原则：形成氢键的强弱-氢键理论。 • 类型Ⅰ：能形成三维强氢键网络的液体，如水、乙二醇、甘油、氨基醇、羟胺、 含氧酸、多酚、氨基化合物 等。这些是缔合液体，具有高介电常数，并且是水溶 性的。 •类型Ⅱ：其余同时含有活性氢原子和其它供电原子（氧、氮、氟）的其余液体， 如醇、酸、酚、伯胺、仲胺、含α氢原子的硝基化合物、含氰氢原子等。该类液 体的特征同Ⅰ类。 •类型Ⅲ：分子中仅含供电原子（O、N、F），而不含活性氢原子的液体，如醚、 酮、醛、酯等。这些液体也是水溶性的。
x1 x2 1 s x1 2 s x2
四、萃取精馏过程分析
四、萃取精馏过程分析
萃取精馏的特点
萃取精馏
特殊精馏
❖ 在化工生产实际中，还存在这样一些体系,利用传统的普 通精馏方法，或者无法分离，或者即使能得到纯组分， 却十分不能经济和不实际。如 ：
❖ (1)组分间的挥发度十分接近； ❖ (2)形成恒拂物； ❖ (3)热敏物料； ❖ (4)有价值难挥发组分的稀溶液；常压下处于气体状态等。
例如：分离2-丁烯、丁烷混合物
萃取精馏工业应用
进料中的关键组分
溶剂
进料中的关键组分 溶剂
丙酮—甲醇 苯—环己烷 丁二烯—丁烷 丁二烯—1-丁烯 丁烯—异戊烯 环己烷—庚烷
乙醇—水
苯胺，水，乙二醇 苯胺，糠醛 丙酮 糠醛
二甲基甲酰胺 苯胺，苯酚
甘油，乙二醇
丙烷—丙烯 异丁烷—1-丁烯
甲苯—庚烷 异戊烷—异戊烯 正丁烷—顺2-丁烯
T3
A12 1
xs 1 2x1
xs A1s
A2s
三组分物系的泡点温度
无溶剂S时，xS＝0，则二组分体系的相对挥发度：
ln
ln
p1s p2s
T2
Байду номын сангаас
A12 1 2x1
二组分物系的泡点温度
若（p1S/p2S）与温度关系不大，x1≈x1'，则：
ln s
xs A1s
A2s
A12 1
分子蒸馏是一种特殊的液－液分离技术，能在极高真空下操纵，它依据分子运动均匀自由 程的差别，能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离，特别适用于高沸点、热敏性及易 氧化物系的分离。该项技术用于纯自然保健品的提取，可摆脱化学处理方法的束缚，真正 保持了纯自然的特性，使保健产品的质量迈上一个新台阶。
萃取精馏
2x1
溶剂的选择性
简述萃取精馏的特点(一)
简述萃取精馏的特点(一)简述萃取精馏1.萃取精馏的定义–萃取精馏是一种分离和提纯混合物的方法，通过差异性溶解度来分离物质。
–它包括两个关键步骤：萃取和精馏。
2.萃取–萃取是将混合物中的溶质通过溶剂转移到另一个液相中的过程。
–溶剂选择很重要，它应具有合适的极性和溶解能力。
–萃取可以用于分离有机物、金属离子等。
3.精馏–精馏是将混合物中的组分通过加热和冷却转化为气相和液相的过程。
–根据组分的沸点差异，将较易挥发的成分从混合物中分离出来。
–精馏可用于提炼石油、制取纯酒精等。
4.萃取精馏的特点–高效性：萃取精馏可获得高纯度的目标物质。
–可逆性：溶质在溶剂中可逆地转移，便于再次提取或分离。
–选择性：通过调整萃取剂和操作条件，可以选择性地提取特定物质。
–可扩展性：根据需要可进行多级萃取和精馏，进一步提高纯度。
5.Markdown格式的使用–Markdown是一种轻量级标记语言，用于简单而直观地排版文本。
–标题与副标题：使用井号（#）来表示标题的级别，多级标题用多个井号。
–列点方式：使用连字符（-）或星号（*）加空格来表示列点。
–强调和格式化：使用星号或下划线包围文本加粗或斜体显示。
以上为萃取精馏的简述及其特点，根据要求，采用Markdown格式的标题副标题形式进行排版。
6.规则的遵守–禁止使用任何HTML字符，包括尖括号、标签等。
–不可出现网址、图片及电话号码等内容，以确保文章纯文本格式。
–文章要以标题副标题的形式进行排版，提供清晰的信息结构。
7.总结–萃取精馏是一种常用的分离和提纯方法，通过溶解度差异实现物质分离。
–它包括萃取和精馏两个步骤，能够高效、可逆、选择性地分离混合物。
–使用Markdown格式的标题副标题形式来编写文章，清晰而简洁，适合展示相关信息。
以上是我根据要求列举的关于萃取精馏的特点以及使用Markdown 格式的注意事项。
希望对您有所帮助！。
萃取精馏的分类特点及应用
萃取精馏的分类特点及应用萃取精馏是一种重要的化学分离技术，可以将混合物中的不同成分以纯净形式分离出来。
其基本原理是根据不同成分的挥发性和溶解度差异，在加热蒸馏的过程中将其分离出来。
萃取精馏可以分为以下几种类型。
1.常压下的蒸馏法常压下的蒸馏法是一种经济实用的分离技术，主要应用于常温下挥发性较小的有机物的分离和提纯。
常压下的蒸馏法通常是采用加热的方式将混合物中挥发性较大的成分蒸发出来，冷凝后以液体形式收集。
常压下的蒸馏法可以分为以下几类。
(1)简单蒸馏法。
简单蒸馏法通常用来分离混合物中的含有两个成分的物质。
通过在一个比两个成分的沸点低一些的温度下，在一个恒温下进行加热，蒸发出一个成分，冷凝后进行收集。
常见应用于提取天然草药和精油等。
(2)加压蒸馏法。
加压蒸馏法是将蒸发温度提高到高于两个成分的沸点的情况下，通过提高压力来抑制沸点的升高，进行物质的分离。
加压蒸馏法通常用于提取含有高沸点物质的混合物，以及对高沸点物质进行分离和提纯。
2.真空下的蒸馏法真空下的蒸馏法是一种采用真空进行物质分离的技术，通常适用于高沸点物质的分离和提取。
在真空下，沸点被降低，因此挥发性较小的物质可以在较低温度下蒸发出来。
通常配合芳香族和对不溶物的提取一起使用。
真空下的蒸馏法可以分为以下几类。
(1)分子蒸馏法。
针对高沸点物质的分离和提纯，利用其在低压下所具有的高度蒸发性质，将高沸点物质转化成低沸点物质进行分离，提高纯度。
(2)系统蒸馏法。
系统蒸馏法采用二级蒸馏的方式，对混合物中不同沸点的油脂进行分离，使得沾在油污上的基质化合物分离出来，然后在真空干燥的条件下降低其沸点再次进行蒸馏，以期提高其纯度。
总之，萃取精馏是一种重要的化学分离技术，广泛应用于化工、医药、生物学和环境保护等领域。
不同的萃取精馏方法适用于不同的混合物分离和提纯。
理解不同类型的萃取精馏法及其原理，可帮助我们更好地进行分离和提取的工作。
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实验十四萃取精馏实验
一、实验目的
二、基本原理
三、设备参数
四、实验步骤
五、注意事项
六、实验报告要求
七、思考题
实验目的
1、熟悉萃取精馏的原理和萃取精馏装置；
2、掌握萃取精馏塔的操作方法和乙醇水混合物的
气相色谱分析法；
3、利用乙二醇为分离剂进行萃取精馏制取无水乙
醇；
4、了解计算机数据采集系统和用计算机控制精馏
操作参数的方法。
基本原理
萃取精馏是在被分离的混合物中加入某种添加剂，以增加原混合物中两组分间的相对挥发度（添加剂不与混合物中任一组分形成恒沸物），从而使混合物的分离变得很容易。
所加入的添加剂为挥发度很小的溶剂（萃取剂），其沸点高于原溶液中各组分的沸点。
由于萃取精馏操作条件范围比较宽，溶剂的浓度为热量衡算和物料衡算所控制，而不是为恒沸点所控制，溶剂在塔内也不需要挥发，故热量消耗较恒沸精馏小，在工业上应用也更为广泛。
乙醇一水能形成恒沸物(常压下，恒沸物乙醇质量分数95.57%，恒沸点78.15℃)，用普通精馏的方法难以完全分离。
本实验利用乙二醇为分离剂进行萃取精馏的方法分
设备参数
实验试剂
乙醇：化学纯(纯度95%)；
乙二醇：化学纯(水含量<0.3%) 蒸馏水
向塔釜内加入少许碎瓷环(以防止釜液暴沸)，39%(水)，61%(乙醇)或者95.5%(乙醇) (wt%)为原料，以乙二醇为萃
取剂，采用连续操作法进行萃取精惰。
在计量管内注入乙
二醇，另一计量管内注入水一乙醉混合物液体。
乙二醇加料，口在上部：水一乙醇混合物进料，口在下部。
向釜内
注入含少量水的乙二醇(大约60ml)，此后可进行升温操作。
同时开启预热器升温，当釜开始沸腾时，开保温电源，并
开始加料。
控制乙二醉的加料速度为80ml/hr，水一乙醉液
与乙二醉之体积比)1:2.5～3，调节转子流量计的转子，使其稳定在所要求的范围。
注意!用秒表定时记下计量管液面下
降值以供调节流量用。
当塔顶开始有液体回流时，打开回流电源，给定回流值在3:1并开始用量筒收集流出物料，同样记下开始取取料时间，要随时检查进出物料的平衡情况，调正加料速度或蒸发量。
此外还要调节釜液排出量，大体维持液面稳定。
在操作中进行分析，塔顶流出物乙醉为97%～98.5%(w
%)，
t
大大超过共沸组成。
停止操作后，要取出塔中各部液体进行称量，并作出物料衡算。
操作中要详细记录各个条件，以使整理写出实验报告。
注意事项
1、塔釜加热量应适当，不可过大，过大易引起液泛；也不可过小，加热量过小蒸发量过小，精馏塔也难以正常操作。
2、塔身保温要维持适当。
过大会引起塔壁过热，物料易二次汽化过小，则塔中增加物料冷凝量，增大内回流，精馏塔也难以正常操作。
3、塔顶产品量取决于塔的分离效果（理论塔板数、回流比和溶剂比）及物料衡算结果。
不能任意提高。
4、加热控制宜微量调整，操作要认真细心，平衡时间应充分。
实验报告要求
1、估算精馏塔理论塔板数
由数据，利用芬斯克方程估算理论塔板数(全回流条件下
理论板)，芬斯克方程为：对乙醇一水体系，当乙醇浓度较高时式中相对挥发度可近似取α=1.30。
由于乙醇一水体系非理想性较强，理论板估算误差较大。
2、比较普通精馏和萃取精馏塔顶产物组成
3、估算萃取精馏乙醇回收率
乙醇回收率(%质量)=塔顶产物质量×塔顶产物醇含量(%质量)/(原料进料质量×原料醇含量(%质量)+塔釜醇的减少量)
1
lg )
11lg(min --⋅-=αW
W D D x x x x N
思考题
(1)萃取精馏中溶剂的作用?如何选择溶剂?
(2)回流比和溶剂比的意义?它们对塔顶产物组成有何影响?
(3)塔顶产品采出量如何确定?。