加盐萃取精馏技术的主要应用研究
加盐DMF对萃取精馏分离C4的影响
加盐DMF萃取精馏分离C4雷志刚 周荣琪段占庭( 清华大学化工系,北京100084 )关键词加盐DMF 萃取精馏相对挥发度中图分类号TQ330.34引言C4组分是由含有四个碳原子的丁烷、丁烯、丁二烯和炔烃等分子所组成的混合物。
其中丁二烯是合成橡胶的重要单体,用途十分广泛。
由于C4各组分之间的沸点很接近,用普通的精馏方法将丁二烯从中分离出来几乎是不可能的。
文献中报道的分离C4生产丁二烯最具竞争力的方法是萃取精馏法。
萃取精馏最大的弱点是溶剂比大,大溶剂量降低了塔的生产能力和塔板效率,抵消了由于加入溶剂后提高相对挥发度使所需塔板数减少的效果。
所以降低溶剂比,提高溶剂分离能力,对整个过程的技术经济指标有着重要的影响。
目前常用的溶剂是:乙腈(ACN)、N-甲基砒咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)【1~3】。
其中ACN和NMP 可以通过加入一定量的水来提高C4各组分之间的相对挥发度。
而DMF由于强烈地水解作用,不能与水混用,因此希望能够找到另一种物质对之进行改性,提高它的选择性。
C4抽提溶剂改性不仅仅对于丁二烯的生产具有现实意义,而且对于烃类体系的萃取精馏分离同样也具有重要的参考和推广价值。
因为萃取精馏分离烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃等烃类体系,其微观机理都是一致的。
烷烃没有饱和键,烯烃有双键,二烯烃有共轭双键,炔烃有叁键。
所以烷烃分子没有流动的电子云,烯烃分子上的一对电子具有可流动性,二烯烃分子上的二对电子具有更大的流动性,炔烃分子叁键上的二对电子具有很大的流动性,因此当加入极性溶剂时与它们的吸1998-11-25收到初稿，1999-03-02收到修改稿.引力不同。
电荷的流动性愈大,和极性分子的吸引力也就愈大。
所以极性溶剂对烃类挥发性的增加程度是不同的,从而用萃取精馏的方法可以将它们有效地分离开来。
本文采用DMF加盐的方式以达到提高相对挥发度的目的。
溶剂中加盐增强分离效果的例子在无水乙醇的生产中已被成功地使用过【4】,这里对C4体系作进一步地推广。
用加盐萃取精馏制取无水乙醇
用加水萃取精馏制取无水乙醇E+化工1班夏亚琴（武汉工程大学）Abstract: Dehydrated ethanol is now used in pharmaceutical, chemical, energy and other industries, it has the increasing demand. There are two main methods: distillation by salt effect and extractive distillation with salt for the preparation of ethanol. In the paper, salt effects on were presented and analyzed. Salt selection and recent progress of salt effect and their separation application in chemical engineering were reviewed in detail.Keywords: dehydrated ethanol；salt effect；distillation by salt effect；extractive distillation with salt摘要：无水乙醇在制药、化学，能源和其他领域的需求量正在加大。
制取无水乙醇主要有两种方法，其一是利用盐效应精馏，其二是萃取精馏。
本文讨论了加盐萃取精馏制无水乙醇的理论分析。
包括盐的选择和最近盐效应的进展以及详细讨论了它们工艺分离和应用。
关键词：无水乙醇，盐效应，加盐精馏，加盐萃取1引言对于具有恒沸点的乙醇一水体系的分离,目前普遍采用先脱水后蒸馏的间歇分离方法,如石灰(CaO)脱水法、离子交换树脂脱水法、4A型分子筛脱水法等。
这些方法均存在着劳动强度大、原料损耗多、间歇蒸馏过程中有头液和尾液等缺点,既影响了生产率,又影响了企业的经济效益。
加盐萃取精馏分离苯中低含量正庚烷的实验研究
基摩尔分率，!1 和 !2 分别是气相中正庚烷和苯的
脱溶剂基摩尔分率. 由图2 可以看出：当 DMF 中加
·730 ·
哈尔滨工程大学学报
第25 卷
入 KSCN 盐后，二组分之间的相对挥发度在全组成 范围内比加盐前有较大提高，可见溶剂加盐能显著 提高组分之间的相对挥发度.
1 —正庚烷- 苯；2 —正庚烷- 苯- DMF ； 3 —正庚烷- 苯- DMF - KSCN . 图2 正庚烷- 苯汽液平衡图
际应用上都有一定意义.
通过溢流管返回蒸馏釜.
1 原理
加盐萃取精
馏
的
理
论
基
础
是
盐
效
应
理
论［7
］
.
盐
效应就是在呈平衡的两相体系中，加入非挥发性的
盐，使得平衡点发生移动，改变各组分的活度因数，
进而改变各组分的相对挥发度，改善分离效果. 盐对 二元组分混合溶液的影响可以解释为：微观上，盐为
强电解质，在溶剂中解离为离子产生电场；由于二元
试剂名称
相对分子 质量
化学式 摩尔质量 规格 分数
!kg·mol -1
生产厂家
天津市东天大
苯
C6 H6
78 .11 分析纯 !99 .7 % 化学试剂厂
天津市东红岩 正庚烷 CH3（CH2 ）5 CH3 100 .21 分析纯 !99 .7 % 化学试剂厂
1 —冷凝器；2 —冷凝液；3 —溢流管 4 —加热器；5 —原料液；6 ，8 —温度计；7 —电热装置.
图1 汽液平衡仪 Fi g .1 Experi mental eCuili bri u m cell
2 .3 实验分析 配制正 庚 烷 和 苯 的 溶 液，与 一 定 比 例 的 含 盐
加盐萃取精馏的研究进展
co
mol ・ L- 1
( 3)
2
加盐萃取精馏技术的应用研究进展
当纯的电解质和它的饱和溶液成平衡时 ,无论是 在纯溶剂或盐溶液中 ,非电解质的化学位或活度是相 等的 ,即 γ= c γo ( 4) c
lg (
c0 γ ) = lg ( ) γ c 0 cs
( 5) mol ・ L- 1 当 c 和 c0 都小时 , k ( c - c0 ) ≈ 0 , y 0 = 1 ( 非电解 质活度系数以无限稀释为参考态) ,式 ( 5) 即简化为 :
2004. Vol. 18 ,No . 5 化工纵横 《Co mment s & Review s in C1 I1》 化工时刊
～5 倍 ,塔高可降低 3～4 倍 ,投资费用低等特点 。 2. 2 加盐萃取精馏回收提纯其他体系应用研究 加盐萃取精馏除了应用于乙醇 — 水体系的分离 , 还可以运用其它体系的分离 。如燕山石化公司和清 华大学工程化学系 [10 ] 合作进行加盐萃取精制提纯叔 丁醇的研究 ,并且进行了中试研究 。研究结果表明加 盐萃取精馏能使产品纯度大于 99 % 。 单玉华 [11 ] 等提出用加盐萃取工艺分离乙醛 — 巴 豆醛 — 水的三元共沸物体系 。考察了不同溶剂对巴 豆醛的萃取效果及不同盐对巴豆醛在两相表观分配 系数的影响 。研究表明 ,对乙醛装置副产物巴豆醛的 分离 ,可用氯苯为萃取剂 、 氯化钙为添加剂进行加盐 萃取 ,在室温下高效地将巴豆醛从三元共沸物萃取至 氯苯相 ,从而对乙醛装置副产的巴豆醛实现有效回 收。 柯凌进 [12 ] 等对合成某抗生素原药后所产生的二 氯甲烷 — 甲醇 — 水母液采用加盐萃取精馏方法进行 实验室规模的分离 ,研究分离方法和分离剂的循环套 用对分离效果的影响 , 及加盐萃取精馏段的收率 、 结 果表明醋酸钾乙二醇溶液是一种来源方便 、 价格便 宜、 易于回收 、 分离效果较理想的加盐萃取剂 。 四氢呋喃与水能形成恒沸物 ,一般的精馏很难甚 14 ] 至不可能使其达到进一步纯化的目的[13 、 。许文 [15 ] 友 等研究利用加盐萃取技术从甲醇 — 四氢呋喃 — 水体系的制药废液中回收四氢呋喃 。其实验结果表 明四氢呋喃纯度可达 99. 5 % 。 陈小平 [16 ] 等以乙二醇与醋酸钾的混合物作萃取 剂 ,采用加盐萃取精馏的方法对甲乙酮 — 水二元恒沸 体系进行分离 。他们设计了工艺流程 ,确定了操作条 件 ,得到了纯度为 99 %的甲乙酮产品 , 萃取剂可用减 压蒸馏的方法回收 ,回收的萃取剂循环使用基本不影 响分离性能 。其结果表明乙二醇的混合物是分离甲 乙酮 — 水二元恒沸物的理想萃取剂 。 田庆来 [17 ] 等利用加盐萃取精馏的方法分离吡啶 和水形成的共沸物 。他们以饱和 KF 水溶液为萃取 剂 ,经两级萃取可使接近共沸组成的吡啶水混合物中 的水降至 8 % , 两级萃取吡啶回收率达 99 % 。含水 8 %的混合物经一次蒸馏 , 可得含吡啶 73 %的含水馏 分及纯吡啶 。纯吡啶的单程收率达 68 % , 含水馏分 可循环作为二级萃取的原料 。经粗略估算 ,加盐萃取 工艺的能耗约为共沸精馏的 50 % 。 许新乐 [18 ] 通过杂醇油的分离试验 , 探索从杂醇 — 18 —
加盐萃取精馏制取无水乙醇的实验研究
加盐萃取精馏制取无水乙醇的实验研究王洪海1 王志英1 高光英2 李春利 1（1.河北工业大学化工学院，天津300130，中国；2.天津大学化工学院，天津300072，中国）摘 要：由于加盐萃取精馏分离技术存在巨大潜力和优势，有必要深入研究其过程机理，使其在工业上得到更广泛的应用。
本文以乙醇－水共沸物为分离物系，乙二醇＋醋酸钾为萃取剂，进行加盐萃取精馏的小试研究，考察溶剂含盐量、溶剂比和回流比等操作参数对乙醇－水共沸体系分离效果的影响。
关键词：乙醇；加盐萃取精馏；回流比；实验研究Experimental Study on Extractive Distillation with Salt toProduce Purity AlcoholWANG Hong-hai1 WANG Zhin-ying1 GAO Guang-ying2 LI Chun-li1(1.School of Chemical Engineering，Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China; 2.School ofChemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China) Abstract: In order to extend application, it is needed to study deeply on the processing theory of extractive distillation with salt because of its advantage and potential. The whole process of extractive distillation with salt on alcohol-water in a laboratory column was carried out which using glycol and potassium acetate. The separate effects of solvent, solvent/reflux rate and reflux were investigated.Keywords: alcohol; extractive distillation with salt; reflux; experimental study在化工、煤化工、石油化工、医药化工、生物化工以及环境保护等诸多领域，都不可避免的需要对各种混合物进行分离，除了常规分离方法外，更加节能、行之有效的分离手段越来越多的应用于工业生产。
萃取精馏 (2)
萃取精馏简介萃取精馏是一种常用的分离和纯化技术，主要用于提取和分离混合物中的化学物质。
该技术结合了萃取和精馏两种方法，通过不同挥发性的化学物质在不同温度下的蒸发和液相之间的分配系数差异，实现分离和纯化的目的。
本文将介绍萃取精馏的原理、操作步骤和应用领域。
原理萃取精馏主要依靠不同化学物质在不同温度下的蒸发性质和溶解性差异来实现分离。
在一个封闭的系统中，将混合物加热并加入适当的萃取剂。
随着温度升高，不同挥发性的成分会发生蒸发。
这些蒸发的分子被萃取剂吸附并形成气液平衡，然后从系统中离开。
萃取剂可以选择具有高选择性的化学物质，以实现对目标化合物的高效提取。
通过调整温度和压力等操作条件，可以控制不同组分的蒸发和液相分配，使得目标化合物可以从混合物中得到纯化。
操作步骤萃取精馏通常包括以下几个步骤：1.准备混合物：将需要分离和纯化的混合物准备好，并确定目标化合物。
2.选择适当的萃取剂：根据混合物特性和目标化合物的性质，选择适当的萃取剂。
萃取剂应具有高选择性和溶解度，以确保对目标化合物的高效提取。
3.加热和混合：将混合物和萃取剂加入一个封闭的系统中。
适当控制温度和搅拌速度，使混合物充分混合。
4.蒸发和萃取：随着温度升高，不同挥发性的成分会发生蒸发，并被萃取剂吸附。
蒸发的分子和萃取剂形成气液平衡，并从系统中离开。
这样，目标化合物就被从混合物中提取出来。
5.分离和收集：通过冷却和凝固，将萃取剂中的目标化合物得到纯化。
分离和收集可以通过降温、过滤或其他适当的方法实现。
应用领域萃取精馏在化学、制药、食品、石油和环保等领域都有广泛的应用。
在化学合成中，萃取精馏可用于纯化有机合成产物。
通过合适的选择萃取剂和操作条件，可以实现有机产物的分离和纯化，提高化学合成的产率和效率。
在制药工业中，萃取精馏常用于从天然草药中提取活性成分。
通过萃取精馏的方法，可以实现天然营养素、药物成分和有益化合物的纯化和分离。
在食品加工中，萃取精馏可用于提取和分离食品中的香料、色素和营养成分。
粗盐的萃取实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解并掌握萃取的基本原理和操作步骤。
2. 通过实验，学习如何利用萃取法从粗盐中提取出较纯净的食盐。
3. 掌握有机溶剂与水相之间的分配系数对萃取效果的影响。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理粗盐中含有泥沙、钙镁离子等杂质，这些杂质会影响食盐的纯度和质量。
萃取法是一种利用物质在不同溶剂中的溶解度差异进行分离的方法。
本实验采用有机溶剂（如乙醇）与水相混合，通过调节两相的密度差，使食盐在有机溶剂中富集，从而实现从粗盐中提取食盐的目的。
三、实验仪器和药品1. 仪器：分液漏斗、烧杯、量筒、玻璃棒、漏斗、滤纸、蒸发皿、酒精灯、坩埚钳、胶头滴管等。
2. 药品：粗盐、乙醇、水。
四、实验步骤1. 称量与溶解- 使用托盘天平准确称取5克粗盐。
- 将粗盐倒入烧杯中，加入约50毫升水，用玻璃棒搅拌至粗盐完全溶解。
2. 萃取- 向溶解好的粗盐溶液中加入适量乙醇，不断振荡混合。
- 将混合液静置分层，待两相充分分离后，下层水相即为含食盐的水相，上层有机相即为含食盐的有机相。
3. 分离- 打开分液漏斗下端的旋塞，缓缓放出下层水相至另一烧杯中。
- 保留上层有机相于分液漏斗中。
4. 蒸发与干燥- 将上层有机相倒入蒸发皿中，用酒精灯加热蒸发，直至蒸发皿中出现较多量固体。
- 停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
5. 称量与计算- 使用天平称量蒸发皿中剩余的固体，即为提取的食盐。
- 比较提纯前后食盐的状态，计算精盐的产率。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，通过观察溶液的颜色变化、振荡速度、静置分层情况等，可以判断萃取效果的好坏。
2. 有机相与水相的密度差越大，萃取效果越好。
本实验中，乙醇与水的密度差较大，有利于食盐的萃取。
3. 通过比较提纯前后食盐的状态，可以发现提纯后的食盐颜色更白、颗粒更细，说明萃取法可以有效提高食盐的纯度。
4. 通过计算精盐的产率，可以评估实验效果。
本实验中，精盐产率约为80%。
加盐萃取精馏分离乙醇—水体系的研究进展
加盐萃取精馏分离乙醇—水体系的研究进展杨亚鸣;范章豪;吴淑晶;方凯【摘要】乙醇在化工、医药和电子等领域有广泛的应用,燃料乙醇作为可再生能源,已成为世界各国新型能源研发的重点.加盐萃取精馏是在溶盐精馏和萃取精馏的基础上发展起来,目前加盐萃取精馏是分离乙醇—水体系的重要方法.本文将分别介绍溶盐精馏和萃取精馏,以及加盐萃取精馏分离乙醇—水体系的研究现状及发展前景.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2014(031)010【总页数】3页(P21-23)【关键词】乙醇;溶盐精馏;萃取精馏;加盐萃取精馏【作者】杨亚鸣;范章豪;吴淑晶;方凯【作者单位】上海工程技术大学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TQ051.84自20世纪70年代以来，生物燃料乙醇作为车用燃料的研究和产业化受到广泛重视，被认为是未来最重要的可再生燃料之一。
燃料乙醇是变性燃料乙醇的简称，是按一定的质量标准、特定的生产工艺生产出含量在99.5%以上的无水乙醇，经过变性处理后不能食用，仅供调配车用乙醇汽油使用。
燃料乙醇作为可再生能源的代表之一，已成为世界各国新型能源研发的重点［1］。
有专家预测，到2020年，中国石油消费量将达4.5亿～6.0亿t，而国内供应量却只有1.8亿～2亿t。
为改变这一状况，2001年上半年，中国开始推广使用乙醇汽油(10%乙醇+90%汽油)，郑州成为首批进行车用乙醇汽油的使用试点城市［2］。
使用乙醇汽油能提高燃油品质，燃料乙醇可完全替代普通汽油助燃剂，使燃料乙醇汽油中氧含量达到3.5%，汽油中不能燃烧的部分可以充分燃烧，并可使辛烷值提高2～3个单位，提高了油品的抗爆性。
同时，可使汽车尾气排放总量降低30%以上。
加盐萃取精馏是在溶盐精馏和萃取精馏的基础上发展起来，近年来加盐萃取精馏被广泛应用，溶剂比低，能耗小，使其更具竞争力［3］。
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但是，加盐萃取精馏在实际应用过程中，还存在盐的回收及结晶等问题，有待进一步完善。
加盐萃取精馏技术的主要应用研究如下。
(一)醇类物系
加盐萃取精馏最早被应用在无水乙醇的生产中。
段占庭等"以无水乙醇为制取对象，分别采用含氯化钠、氯化钙、醋酸钾等9种盐的乙二醇溶液为溶剂，测定了相关的汽液平衡数据，经过比较，优选出了醋酸钾一乙二醇复合溶剂，用于工业制备乙醇。
实践表明，乙二醇的用量减少了75％～80％，相同产量的操作时间比普通精馏缩短了65％～75％。
赵林秀等用改进的汽液平衡釜测定了101．3kPa 下醋酸甲酯一甲醇物系在萃取剂和盐存在下的相对挥发度，测定了全浓度范围内的汽液平衡数据，并进行了加盐萃取精馏工艺的实验。
结果表明，水作为萃取剂，加入醋酸钾，可提高醋酸甲酯一甲醇物系的相对挥发度，加盐萃取精馏比普通精馏有优势，当溶剂体积比为1:1时，萃取精馏塔塔顶采出的醋酸甲酯的质量分数可达到99％以上，萃取剂回收率达98％，盐可全部回收。
异丙醇和水形成共沸物系，共沸点为80.3℃[6]。
为获得高纯度的异丙醇，柳阳等采用间歇加盐的萃取方式，以含盐乙二醇溶剂为萃取剂，考察了盐的类型、回流比、溶剂比等因素对异丙醇一水混合液精馏分离效果的影响，小型工艺试验装置的操作结果表明，在回流比0.5、溶剂比0.625、萃取剂进料速率20mL/min的条件下，异丙醇质量分数可达98.87％，能够满足工厂生产的要求。
(二)非极性物系
加盐萃取精馏不仅可以分离极性组分，也可以应用在非极性
组分的分离过程中。
而对于分离非极性物系，加盐萃取精馏研究的
报道较少。
碳四组分中丁二烯是合成橡胶的重要单体，工业上生产
丁二烯最具竞争力的方法是萃取精馏法。
萃取精馏的缺点是溶剂比
大，大溶剂量降低了塔的生产能力和塔板效率，所以降低溶剂比、
提高溶剂分离能力，对分离过程的技术指标有重要的影响。
目前常
用的溶剂是：乙腈、Ⅳ一甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺。
在此基础
上，碳四抽提溶剂改性不仅对丁二烯的生产具有积极意义，而且对
于烃类物系的萃取精馏分离具有参考和推广价值。
雷志刚等副开
展了一系列碳四组分的加盐萃取精馏实验，考察了盐的类型、浓度
及温度对碳四组分间相对挥发度的影响。
结果表明，加盐DMF比纯MF从碳四组分中分离丁二烯的效果明显，丁二烯萃取精馏塔工艺
计算的结果表明，加盐DMF可以有效地降低能耗，与纯DMF相比再
沸器和冷凝器负荷分别节省17.5％和8.0％。
有资料表明对乙腈萃取
精馏分离碳四的助溶剂进行计算机辅助分子设计，将分子设计分为
有机物和盐类分别进行，比较设计结果后认为，乙腈加盐能够有效
地提高碳四组分间的相对挥发度，并且NaSCN和KSCN是最优的助
溶剂。
萃取精馏的计算机辅助分子设计能够减少实验的工作量。
(三)其他物系
针对工业上传统蒸馏法分离环己酮一水物系能耗过大的问题，
邱学青等研究了含盐类的复合萃取剂对该物系的萃取分离效果，其
结果表明MgC1能明显改变环己酮与水之间的互溶度，大幅度提高
复合萃取剂对组分的萃取分配系数和选择性系数，为工业上环己酮
的生产提纯提供了一种新的分离方法；刘思周以醋酸异丙酯为萃取
剂，用加盐萃取一恒沸精馏的方法分离醋酸一水溶液。
考察了不同
种类的盐及其浓度对萃取剂中醋酸含量的影响，盐可以大大提高萃
取剂的分配系数和选择性系数；杨金苗等分别用不同浓度的乙二
醇、盐及含盐乙二醇溶液考察了对醋酸甲酯一水物系的影响，并进
行汽液平衡测定。
其研究结果表明，加盐萃取精馏比单纯的普通精
馏、加盐精馏、萃取精馏的分离效果好。
对于醋酸甲酯一水物系，
通过汽液平衡实验可看出，加入盐明显提高了共沸物中醋酸甲酯的
含量，可达到较好的分离效果；针对醋酸甲酯一甲醇一水物系分离
难、生产能耗高的现状，杨东杰等采用MgCl2、CH3COOK和水组成
的复合盐萃取剂对该物系进行分离。
气相色谱分析结果表明，盐可
降低醋酸甲酯在水中的溶解度。