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
2.苯-环己烷溶液的萃取分离
常压下苯的沸点为 80.1℃，环己烷的沸点为 80.73℃， 为 0.98，难于用普通精馏方法分离。 若在该溶液中加入沸点较高的糠醛（沸点161.7℃），则溶 液的相对挥发度发生显著的变化。 x糠醛 0.0 0.2
0.98 1.38
循环糠醛 苯
萃取剂回收段
环己 冷凝器
三、萃取精馏流程示意图
萃取精馏典型流程——1.以异辛烷-甲苯混合物为例
• 从精馏塔近塔顶处加入苯酚 （正常沸点为 181℃）作为添加 剂。苯酚的挥发度很小，全部 与甲苯一起从塔底排出。添加 剂在每块塔板上保持一定的浓 度，使相平衡关系发生有利于 分离的变化。从塔底排出的添 加剂，可用另一精馏塔进行回 收，并循环使用。为避免少量 添加剂从塔顶随易挥发组分逸 出，可在添加剂入口以上设一 两块塔板予以回收，称为添加 剂回收段。
补充糠醛
脱溶剂 萃 取 精 馏 塔 顶部产品 苯+环己烷 （原料）
冷凝器
0.4 0.5 0.6 0.7
1.86 2.07 2.36 2.7
溶 剂 分 离 塔
脱溶剂 底部产品
糠醛-苯混合液
五、萃取精馏应用及优缺点
• 1.应用 • （1）是沸点相近的烃的分离，如最典型的丁烯与 丁二烯的分离，两者沸点相差只有2℃，相对挥发 度为1.03。 • （2）是共沸物的分离，如甲醇一丙酮、乙醇一乙 酸乙酯以及乙醇和醋酸等有机物水溶液。 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。 • 2.萃取精馏的优点：增加了被分离组分之间的相 对挥发度，使难分离物系的分离能够进行；缺点 是加入的萃取剂量较大，增大了分离过程的能耗。 因此，对萃取精馏进行改进，对强化分离过程具 有重要意义。
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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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
讨论
选择性是衡量溶剂效果的一个重要标志,它不仅与溶剂的性质和 浓度有关,也与原溶液的性质和浓度有关 要使溶剂在任何值时均能有增大原溶液组分的相对挥发度， 就必须使
此式是上式成立的必要而非充分条件
•马格勒斯（ Margules）方程
二元系：
n1 x22 A12 2 A21 A12 x1 n 2 x12 A21 2 A12 A21 x2
2-丁烯沸点：273.9K 丁烷沸点：272.5K
若xF=0.5，xD=0.92 计算需要N=300
普通精馏与特殊精馏
普通精馏
相对挥发度大于1.05
精
萃取精馏
相对挥发度小于1.05
馏
共沸精馏
相对挥发度等于1
普通减压
特殊精馏
减压精馏
适合热敏物系
分子蒸馏
加压（低温）精馏
气体物系
反应精馏
利用精馏改善反应或反之
A1'2 0
加入溶剂后选择性提高
如果: x' 0.5
加入溶剂后可能使分离变的困难，尤其是这部分的贡献 高于溶剂的作用,分离将更加困难。
讨论
对负偏差体系 如果: x' 0.5
A1'2 0
加入溶剂后可能使分离变得困难
如果: x' 0.5
加入溶剂后选择性提高
溶剂的作用
1、改变组分间的相互作用；2、稀释作用。
❖ 由相平衡常数定义可以得到：
ˆiV yi p i xi fiOL
Ki
yi xi
i fiOL ˆiV p
❖ 料液中两个(关键)组分1和2的相对挥发度为
12
Ki Kj
ˆ2V 1 ˆ1V 2
f1OL
f
OL 2
❖一般萃取精馏的压力不高，所以气相看作理想气体
f
OL i
fiL
Pi
s s i
exp
整理后A得2S 及：AS 2
代替A12、A21， 。
；
组分1的脱溶剂浓度，或
称为相对浓度。
x1
x1
x1 x2
12
s
1P1s 2 P2s
S
ln
12
s
ln
P1s P2s
S
ln
1 2
S
代入相对挥发度的表达式，可得有溶剂存在下组 分1和2间的相对挥发度：
ln s
ln
p1s p2s
四氢呋喃—水 吡啶—水
乙腈 糠醛 苯胺，苯酚 丙酮 糠醛 丙二醇 双酚
苯沸点：80.1 ℃ 环己烷沸点：80.7℃
萃取精馏分离环己烯
苯胺或糠醛
环丁砜
环己烷 沸点81.4℃
环己烯 沸点83.3℃
苯
沸点80.1℃
萃取精馏原理
fˆiV fˆiL
ˆiV fˆiV / yi p fˆiV ˆiV yi p i fˆiL / xi fiOL fˆiL i xi fiOL
（1）选择适宜溶剂，改变组分相互作用，所选的溶剂，应与塔顶 组分1形成具有正偏差的非理想溶液，即A’1s变大，且正偏差越 大越好；与塔釜组分2应形成具有负偏差溶液，即A’2s变小，且 负偏差越大越好，或形成理想溶液，但不希望形成正偏差溶液。 （2）提高xS，即加大溶剂用量——稀释作用；
当x1 0时，n1 x10 A12 当x2 0时，n 2 x2 0 A21
正偏差溶液γ1＞1，γ2＞1 ，A12 ＞ 0，A21 ＞ 0 负偏差溶液γ1 ＜ 1，γ2 ＜ 1 ，A12 ＜ 0，A21 ＜ 0
A12
1 2
A12
A21
＞
0
A12
1 2
A12
A21
＜
0
讨论
对正偏差体系 如果: x' 0.5
TS
1 2
s
（1）溶剂的作用
常压下的相对挥发度：
12
K1 K2
1P1s / P 2P2s / P
1P1s 2 P2s
设组分1和组分2组成的混合物，加入溶剂S进行分离。 三组分系统的马格勒斯方程式为：
由上式得：
❖ 对于对称系统C=0，并以
A12
1 2
A12
A21
代替
；
A1S 代及替AS1
萃取精馏是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 们变得易于精馏分离过程。
其要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高 得多，且不与组分形成共沸液，容易回收。萃取精 馏常用于分离各组分挥发度差别很小的溶液。
例如：在常压下苯的沸点为80.1℃，环己烷的沸点为 80.73℃，若在苯-环己烷溶液中加入萃取剂糠醛，则溶液 的相对挥发度发生显著的变化，且相对挥发度随萃取剂量 加大而增高，如下表所示。
萃取剂的加入，往往改变了原有组分的相互作用，因为 溶液为非理想溶液，故组分的活度系数将会发生改变。在这 种情况下，原有组分间的相对挥发度也将发生改变了。
萃取精馏流程
用萃取精馏分离两元溶液得到两个较纯产品时的原理工艺流程见图
溶剂回收段： 回收溶剂
加料口位于 进料口之上 （保证塔内有足够 溶剂浓度，且 溶剂浓度均匀）
viL (P Pis ) / RT
❖
ˆ1V ˆ2V 1
fiOL pis
❖
❖ 于是
12
Ki Kj
ˆ2V 1 f1OL
ˆ1V
2
f
OL 2
1 p1s 2 p2s
❖ 对于应用特殊精馏分离的料液，相对挥发度大都接近或 等于1，当加入溶剂S后，组分1对2的相对挥发度为
12/ s
p1s p2s