共沸精馏

气相—理想气体 液相—非理想溶液
i i ( x1, x2 ,)
NO.4 2015/10/7 Cui Qun
Hale Waihona Puke 化工分离工程（1）共沸物的特点
1） 二元系

3.2.2 共沸精馏
① 二元系均相共沸物 特征：
s s 12 P 1 1 / P 2 2 1
气相—理想气体 液相—非理想溶液

NO.1
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
3.2.2 共沸精馏
形成一个二元共沸物(馏出液为均相共沸物) 用丙酮作为共
沸剂分离环己烷苯混合物的共沸 精馏流程。（P142）
NO.2
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
3.2.2 共沸精馏

(1) 共沸物的特点 (2) 共沸剂的选择 (3) 连续恒沸精馏塔两端产品的确定
K=y/x ，
xw-1 ——塔釜上第一级
x1 = y/K ， 塔顶进料级，y ——塔顶蒸汽组成
yA F yA q 1 q x D x A R A R Rm yA x 1 A R
恒浓区
A
F R0 B
AS=1
C
NO.27
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
共沸剂
丙酮-环己烷-苯系统纯组分及共沸物 沸点 Cui Qun
塔底产物（B）量：
TD TD B T (A H) BD BD
NO.20 2015/10/7
化工分离工程
（3）连续共沸精馏塔两端产品的确定
2) 进料、塔顶及塔底产物量（举例说明） ②共沸剂用量不足（T/点）：
T H A H AT
D，xi,D 物料衡算
3.2.2 共沸精馏
W, xi,W
F, xi,Z
S（共沸剂）
② 杠杆原理——求？ 在三元相图上，利用杠杆原理适宜共沸剂量与原料量
之比。
NO.26
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
（4）共沸精馏过程的计算
3）回流比 ① Rm —— 试差法
3.2.2 共沸精馏
设R→塔径→塔釜逐级计算，计算出进料级， 若在进料级出现恒浓区，则Rm = R，否则重新假设R→…… ② 用三角形相图→求Rm
低沸点组分
化工分离工程
(1) 共沸物的特点 1) 二元系
② 二元非均相共沸物 特征：两个液相，二元三相共存。
3.2.2 共沸精馏
◊在恒温下，两液相蒸汽压大于纯组分的蒸汽压，且蒸汽组 成介于两个液相组成之间——非均相共沸物——实用。
s s PP P P P 1 2 1 2
s P 1 P 1 P 2

(4) 共沸精馏过程计算
NO.3
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
(1) 共沸物的特点

3.2.2 共沸精馏
在恒沸点处：
yi xi (i 1,2,3)

多组分： 12 13 23 1
s s s 1P P P 1 2 2 3 3
E
塔底产物量（B//点）
：
T// B//
丙酮-环己烷-苯系统纯组分及共沸物的沸点
（ A和B的混合物）
B T T D T D (A H) BD BD
NO.22
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
（3）连续共沸精馏塔两端产品的确定
2）进料、塔顶及塔底产物量（举例说明）
(4) 共沸精馏过程的计算
4) 平衡级数
① 二组分非均相共沸精馏
3.2.2 共沸精馏
N
log
K L / V x1 L / V 1 xw K L / V xw1 L / V 1 xw
VK log L
K L / V 1 xw1 xw L /V
化工分离工程
（3）连续共沸精馏塔两端产品的确定

3.2.2 共沸精馏
具有共沸物系统的精馏过程与普通精馏不同， 表现在精馏产物不仅与塔的分离能力有关，


与全部进料总组成落在哪个浓度区域，
还与共沸剂加入量有关。

下面讨论塔顶、底产品组成随着进料组成和共沸剂 用量的变化。
NO.18
2015/10/7
对应于 P~x图上的最大极值点（最高点），对应于 T~x图上
的最小极值点（最低点）。
◊ P1S ,P2S 相差越小 → 较小正（负）偏
差时 →形成共沸物。
◊ x1 y1 0.5, x2 y2 0.5
NO.6 2015/10/7 Cui Qun
图3-17 具有较小正偏差的共沸物系
化工分离工程
气相—理想气体
液相—非理想溶液
P1 P1s 1 x1
P2 P2s 2 x2
液相Ⅰ——组分1为主，液相Ⅱ——组分2 为主
NO.8 2015/10/7 Cui Qun
化工分离工程
(1) 共沸物的特点 1）二元系
② 二元非均相共沸物
1 当 x1 时，
3.2.2 共沸精馏
s s s PP x P x P 1 1 1 2 2 2 3 3 x3
计算恒沸 T , x
i
NO.10
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
(1) 共沸物的特点 2）三元系
3.2.2 共沸精馏
相图 ① 三个性质相同的二组分共沸物→形成一个三元共沸物。
正三角形组 成，三个顶 点表示三个 纯组分。
3.2.2 共沸精馏

共沸精馏的基本原理与萃取精馏相同，不同点仅在于共 沸剂在影响原溶液组分的相对挥发度的同时，还与原溶 液的一个组分或数个组分形成共沸物。

共沸物是二元或三元恒沸物。

并且此恒沸物的沸点比原料中任一组分的沸点和原料 中原恒沸物的沸点都低得多，
此恒沸物成为恒沸精馏塔的塔顶产品而排出，使原料 液得以分离。
2）共沸剂用量
3.2.2 共沸精馏
共沸剂用量对共沸精馏的分离效果有显著影响 ①当被处理原料组成一定时，改变共沸剂用量，可得到
不同釜底产物。
②当进料量一定，进料组成改变，显著影响共沸剂用量 和产品量。
NO.25
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
（4）共沸精馏过程的计算
2）共沸剂用量
① 物料衡算——求？
图3-20 具有两个二元正偏差共沸物的三元系相图
NO.12 2015/10/7 Cui Qun
化工分离工程
(1) 共沸物的特点
2）三元系
相图
3.2.2 共沸精馏
④ 三元系的压力面既有脊又有谷→鞍形共沸物 。
图3-21 形成鞍形共沸物的三元系相图
NO.13 2015/10/7 Cui Qun
化工分离工程
丙酮-环己烷-苯系统纯组分及共沸物沸点 Cui Qun
化工分离工程
（3）连续共沸精馏塔两端产品的确定
2) 进料、塔顶及塔底产物量（举例说明）
③共沸剂用过量（T//点）：
A H T H AT
3.2.2 共沸精馏
C
塔顶产物（恒沸物D）量：
D T T B T B (A H) DB DB
NO.15
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
（2）共沸剂的选择
1）共沸剂选择原则 ② 分离共沸物
3.2.2 共沸精馏
生成一个二组分正偏差共沸物，其沸点比原共沸物低；
且组成不同于原共沸物。
生成一个三组分正偏差共沸物，其沸点比原共沸物低， 且组成不同于原共沸物。
NO.16
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
（3）连续共沸精馏塔两端产品的确定
1）精馏塔顶、底产品组成

3.2.2 共沸精馏
当进料组成位于0~a之间：

组分1和2的共沸物
精馏塔顶产品为组分1和组分2 的共沸物，塔底产品为组分2。

当进料组成位于a~1之间：

精馏塔顶产品为组分1和组分2 的共沸物，塔为组分1。
（2）
3.2.2 共沸精馏
④进料组成改变（从H→F）
共沸剂量增加 塔顶产物—恒沸物D增加 塔底产物—B减少
F
E
丙酮-环己烷-苯系统纯组分及共沸物沸点
NO.23
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
（4）共沸精馏过程的计算
1）共沸组成 ① T、P下，xi一定——实测 ② 用热力学关系计算 汽相——符合理想气体行为
t-x
底 顶 底
NO.19
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
（3）连续共沸精馏塔两端产品的确定
2）进料、塔顶及塔底产物量（举例说明）
3.2.2 共沸精馏
总进料量：T=H+A
①适宜的共沸剂用量（T点）：
AH TH AT
丙酮——共沸剂， 分离环己烷-苯混合物。
塔顶产物（恒沸物D）量：
D T TB TB (A H) DB DB
s s PP x P ( 1 x 1 1 1 2 2 1)
NO.9
2015/10/7
Cui Qun
化工分离工程
(1) 共沸物的特点
2）三元系
特征
3.2.2 共沸精馏
12 13 23 1
s s 3 / 1 P / P 1 3
3 / 2 P2s / P3s