恒沸精餾的流程 

　　在恒沸精餾的流程中，一般都有恒沸劑的回收部分,，它在全部投資中所占的比例較大,。根據(jù)塔頂所形成的恒沸物的性質(zhì)不同，其典型流程有如下幾種,。

1. 二元非均相恒沸物的分離流程

　　原料本身為具有二元非均相恒沸物的物系,，此時不需外加恒沸劑，只需兩個精餾塔就可以比 較容易地分離成兩個純組分,。

例如,，正丁醇-水系統(tǒng)的分離流程可參見圖2-38所示。這類物系的 氣液平衡相圖如圖 2-39 ,。

　　原料液的組成為xＦ,，恒沸組成為M，xRⅠ,、x RⅡ 分別表示在沸點下兩液相的組成,。如果分離的物系為正丁醇-水時，把含有xＦ正丁醇的原料送入丁醇塔,，塔底可得到正丁醇 xＷⅠ,，塔頂蒸氣為近于恒沸組成M的yDⅠ。把此蒸氣冷凝,，則分成xRⅠ,、xRⅡ兩相，xRⅠ為富含丁醇相,，xRⅡ為富含水相,。經(jīng)過分層器后，丁醇相返回丁醇塔作回流,。在丁醇塔中水是易揮發(fā)組分,，正丁醇為難揮發(fā)組分，精餾段的操作線為圖中通過(xRⅠ,、yDⅠ)的斜線,。

　　把富含水相的xRⅡ作為水塔的進(jìn)料從塔頂進(jìn)入塔內(nèi)。由圖2-39可以看出,，此塔只需提餾段而不需精餾段,。在水塔中正丁醇為易揮發(fā)組分，而水為難揮發(fā)組分,。所以高純度 xWⅡ的水為塔釜產(chǎn)品,，塔頂蒸氣組成為接近恒沸組成M的yDⅡ ,。把它冷凝可得到總和組成為N的混合物，進(jìn)入分層器后也分成組成為xRⅠ和xRⅡ的兩個液相,。水塔的塔底產(chǎn)品是水,，故可用蒸氣直接通入，而不用再沸器,。如果原料液的組成在x RⅠ和xRⅡ之間時,，可將原料直接加入分層器內(nèi)。

　　在實際操作中,，為了防止在分層器內(nèi)蒸發(fā)損失,，一般都把塔頂蒸氣冷凝后再適當(dāng)過冷，此時,，xRⅠx RⅡ的組成將多少有些變化,，塔內(nèi)的內(nèi)回流也會有所增加。

2. 塔頂為均相恒沸物的流程

　　前面所討論的以丙酮為恒沸劑分離環(huán)己烷和苯的情況屬于這種類型,。丙酮環(huán)己烷二元恒沸物從恒沸精餾塔分出后,，經(jīng)冷凝一部分作回流，一部分送入萃取裝置用水回收丙酮,，把丙酮和環(huán)己烷分開,，然后再用一般精餾塔把水與丙酮分開。如圖2-40所示,。

　　有時恒沸劑與原溶液的兩組分都能形成均相恒沸物,，如用甲醇作恒沸劑從甲苯沸點相近的烷烴中分離甲苯的流程，如圖2-41,。從塔頂引出甲醇與烷烴恒沸物,，冷凝后部分回流，部分引出用水萃取,，由萃取塔下部引出甲醇和水,，上部為純烷烴。甲醇和水的混合物再用普通精餾方法分離,，塔頂?shù)幂^純的甲醇,，返回恒沸精餾塔塔頂或與進(jìn)料液一起混合后進(jìn)入恒沸精餾塔，水返回萃取塔循環(huán)使用,。由恒沸精餾塔底引出的甲苯中帶有甲醇,，進(jìn)入甲醇回收塔，塔頂?shù)眉状寂c甲苯的恒沸物,，大部分作為該塔的回流，小部分則加到進(jìn)入主塔的新鮮料液中,。塔釜得純甲苯,。

3. 塔頂為非均相恒沸物的流程

　　圖2-42是用硝基甲烷為恒沸劑分離甲苯烷烴的流程。硝基甲烷與烷烴可形成二元非均相恒沸物。由恒沸精餾塔頂蒸出后,，經(jīng)冷凝要分成兩個液相,。富含烷烴的上層液相，部分返回恒沸精餾塔作回流,。其余部分進(jìn)入烷烴回收塔,。烷烴回收塔塔頂?shù)煤惴形铮眉兊耐闊N,。分層器中富含硝基甲烷的下層液相與從烷烴回收塔塔頂分出的恒沸物一起作為恒沸精餾塔回流的一部分,。恒沸精餾塔釜液的處理與上述的用甲醇作恒沸劑的情況相同。

4. 塔頂為三元非均相恒沸物的流程

　　若加入的恒沸劑與原溶液能形成三元非均相恒沸物,，如前提及的用苯從乙醇-水溶 液中制取無水乙醇即屬此類,。所形成的三元非均相恒沸物，其組成苯為53.9x%,，水為23.3x%,，乙醇為22.8x%，恒沸點為64.86℃,。而乙醇-水所形成的二元最低恒沸物組成為乙醇89.43x%,，恒沸點為78.15℃。在此三元系統(tǒng)中所形成的三元非均相恒沸物的恒沸點 (64.86℃)比乙醇-水物系(78.15℃),、苯-水物系(69.25℃),、苯- 乙醇物系(68.24 ℃)都低，而且恒沸組成中所含水與乙醇之比高于乙醇水的恒沸組成,。圖2-43即為從乙醇 水恒沸物生產(chǎn)無水乙醇的流程,。補充苯可以隨塔頂回流進(jìn)入恒沸精餾塔，也可以隨原料一起加入,。在主塔塔頂分出三元恒沸物,。自塔底得到的是無水乙醇。塔頂蒸氣經(jīng)冷凝后分成兩層,，上層富含苯,，返回主塔作回流，下層富含水,，送到苯回收塔,。苯回收塔塔頂產(chǎn)物也是三 元 非均相恒沸物；塔底出來的水中因尚有一定濃度的乙醇,，故送入乙醇回收塔(也可用于使原料液增濃的精餾塔)精餾,，其底部產(chǎn)品為近于純水，頂部產(chǎn)物則是乙醇-水二元恒沸物,，可重新返回主塔的進(jìn)料中,。

　　由以上的各流程可以看出,，形成均相恒沸物的流程，由于分離回收恒沸劑比較困難而常使流程比較復(fù)雜,，故一般希望采用形成非均相恒沸物的流程,。恒沸劑的引入位置，是根據(jù)恒沸劑的性質(zhì)來決定,，其原則是保持塔內(nèi)各板上都能有一定濃度的恒沸劑,。如果恒沸劑的相對揮發(fā)度小于原溶液的兩個組分，則可在靠近塔頂?shù)牟课患尤?，使全塔各板上均保持一定的恒沸劑濃度,。如果恒沸劑僅與原溶液中的一個組分形成恒沸物，且恒沸溫度比原溶液任一組分的沸點都低得多,，則至少應(yīng)有一部分恒沸劑在進(jìn)料口以下的地方引入,，方能保證進(jìn)料口以下有足夠大的恒沸劑濃度。當(dāng)然,，此時在恒沸劑入口以下還得有一定量的塔板,，以防止恒沸劑從塔釜流失。若恒沸劑與原溶液的兩個組分都形成恒沸物(即從塔頂和塔釜均出恒沸物),，則恒沸劑在塔的任一板上引入均可,，這種情況一般較少。