【正文】 換。此時，因揮發(fā)能力的差異，低沸點組分比高沸點組分揮發(fā)的多，結(jié)果表現(xiàn)為低沸點組分從液相轉(zhuǎn)入氣相，氣相中易揮發(fā)組分增濃；同理，溫度較高的氣體混合物，因加熱了溫度較低的液體混合物，而使自己部分冷凝，同樣因為揮發(fā)能力的差異，使高沸點組分從氣相轉(zhuǎn)入液相，液相中難揮發(fā)組分增濃。一塊塔板只進行一次部分氣化和部分冷凝，塔板數(shù)越多，部分氣化和部分冷凝的次 數(shù)就越多，分離效果就越好。塔釜得到的基本上是難揮發(fā)組分。如，水和冰混合在一起，水為液相，冰為固相；空氣為多種氣體的混合物，只具有一相；糖溶解在水里形成糖水，形成均勻一相，若糖有不溶解的，就形成為兩相。平衡時，物質(zhì)還是在不停的運動，但是，各相的量和各組分在各相的濃度不隨時間變化，當條件改變時，將建立起新的相平衡，因此相平衡是運動的、相對的，而不是靜止的、絕對的。 第一、按精餾操作的方式的不同，間歇精餾和連續(xù)精餾。 第三、按精餾分離原理的不同，可分為一般精餾和特殊精餾。 間歇精餾 間歇精餾就是將處理的物料一次加入精餾塔釜內(nèi)，然后加熱進行精餾，直到塔頂和塔釜產(chǎn)品不符合要求為止。其精餾塔沒有提餾段和精餾段之分。塔內(nèi)上升的蒸氣從塔頂引致分凝器；分凝器所得冷凝液的一部分再引致塔頂部的塔板，作為回流；而未冷凝的蒸氣及另一部分冷凝液則進入冷凝冷卻器 ，在其中使蒸氣全部冷凝，并使餾出液冷卻至一定溫度進入貯槽，若需要獲得不同沸點范圍的餾出液時，則應裝置若干個貯槽，按沸點范圍的不同分別收集。連續(xù)精餾的塔一般一般是由精餾段和提餾段組成，此兩段是以進料板為分界，進料板以上的部分為進料段，進料板以下的部分為提餾段（包括進料板）。 操作時，原料液經(jīng)換熱器換熱到指定的溫度，從提餾段的最上一層塔板（即進料板）加入塔內(nèi)。在逐層下降的同時就從液體中不斷蒸出了易揮發(fā)（低沸點）組分，從而使下流至塔釜的液態(tài)含有較多的難揮發(fā)組分（高沸點）。蒸發(fā)釜中產(chǎn)生的蒸氣自塔底逐層上升，使蒸氣中易揮發(fā)組分逐漸增濃，然后進入塔頂分凝器。 這種把原料液不斷地加入塔 內(nèi)，又從塔頂和塔釜連續(xù)不斷地采出的過程，就稱為連續(xù)精餾。 減壓下，純物質(zhì)的沸點較正常壓力下要低。不言而喻，減壓精餾適用于高沸點物質(zhì)的混合物，以及在高溫下精餾會引起物質(zhì)的聚合或分解變質(zhì)的混合物。 加壓精餾常用于被分離混合物沸點較 低情況下，如在常溫常壓下混合物為氣態(tài)的物料。 常壓精餾 在大氣壓（常壓）下操作的精餾過程叫常壓精如果被分離的混合物在常壓下有較大的相對揮發(fā)度，并且塔頂物料可以用水來冷凝冷卻，塔釜物料可以用水蒸汽來加熱，這時應采用常壓精餾。 恒沸精餾 在被分離的物系中加入共沸劑（或稱共沸組分），該共沸劑必須能和物系中一個濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 5 或幾個組分形成具有最低沸點的恒沸物，以致于使需要分離的幾種物質(zhì)間的沸點差（或相對揮發(fā)度）增大。 恒沸精餾的過程中，所加入的共沸組分必須從塔頂蒸出，而后冷凝分離，循環(huán)使用。 萃取精餾 在被分離的混合物中加入萃取劑，萃取劑的存在能使被分離混合物的組分間的相對揮發(fā)度增大。 萃取劑的選擇原則： （ 1）萃取劑的選擇性要大。被分離組分 在萃取劑中相對揮發(fā)度增大的多，分離就容易，也就是選擇的萃取劑選擇性大。因為選擇性的大小也就是決定了被分離組分中輕重關(guān)鍵組分分離的難易程度。 （ 2）萃取劑對被分離組分的溶解度要大，這樣塔板上的液體才能形成均相，不會分層。 （ 4）熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性要好，無毒性，不腐蝕設備。 常用精餾塔的結(jié)構(gòu)形式 對精餾過程來 說，精餾設備是使過程得以進行的重要條件。它直接影響到生產(chǎn)裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品的收率、消耗定額、三廢處理以及環(huán)境保護等方面。絲網(wǎng)波紋填料塔因其在保持高傳質(zhì)效率的前提下，降低了造價，也越來越受到青睞。 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 6 無論采用哪種塔都必須以下共同的要求： （ 1）具有適宜的流體力學條件，達到汽 液兩相的良好接觸。在使用過程中耐吹沖，局部的損壞影響范圍小。 （ 4）蒸氣通過塔的阻力小，壓降小。 填料塔 填料塔是塔設備的一種。例如應用于氣體吸收時，液體由塔的上部通過分布器進入，沿填料表面下降。結(jié)構(gòu) 較簡單，檢修較方便。填料塔的塔 是一直立是圓筒，底部裝有填料支撐板，填料以 以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設備，兩相組成沿 塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。壁流效應造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。 填料塔也有一 些不足之處，如填料造價高；當液體負荷較小時不能有效地潤濕填料表面，使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料；對側(cè)線進料和濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 7 出料等復雜精餾不太適合等。 70 年代初能源危機的出現(xiàn)，突出了節(jié)能問題 。最大直徑規(guī)整填料塔已達 14～20m，結(jié)束了填料塔只適用于小直徑塔的歷史。縱觀填料 塔的發(fā)展，可以看出，直至80 年代末，新型填料的研究始終十分活躍，尤其是新型規(guī)整填料不斷涌現(xiàn)，所以當時有人說是規(guī)整填料的世界。另一個研究方向是進行填料材質(zhì)的更換，以適應不同工藝要求，提高塔內(nèi)氣液兩相間的傳質(zhì)效果，以及對填料表面進行適當處理 (包括在板片上碾壓細紋或麻點，在板片上粘接石英砂，表面化學改性等 )，以改變液相在填料表面的潤濕性。如 1994 年展出的最具代表性的產(chǎn)品仍是 Sulzer 公司 1991 年展出的 Optiflow 規(guī)整填料，而 1997年也只展出了一種新型填料的幾何形狀，即 Raschig 公司的 Supekpak300 型板式規(guī)整填料，其余都是一些老填料的新改進 (如 Rombopak 改進型填料 )。國外大公司對液體分布裝置的研究較成熟，但對氣體分布器的研究是幾年前才起步的。 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 8 盡管如此，新型填料的開發(fā)與應用仍將會有發(fā)展，其重點亦仍是規(guī)整填料。 ② 填料塔的性能研究。 板式塔 板式塔是一類用于氣液或液液系統(tǒng)的分級接觸傳質(zhì)設備，由圓筒形塔體和按一定間距水平裝置在塔內(nèi)的若干塔板組成。操作時（以氣液系統(tǒng)為例），液體在重力作用下 ,自上而下依次流過各層塔板 ,至塔底排出；氣體在壓力差推動下，自下而上依次穿 過各層塔板，至塔頂排出。 工業(yè)上最早出現(xiàn)的板式塔是 篩板塔 和 泡罩塔 。泡罩塔結(jié)構(gòu)復雜，但容易操作，自 1854 年應用于工業(yè)生產(chǎn)以后，很快得到 板式塔 推廣，直到 20 世紀 50 年代初，它始終處于主導地位。通過大量的實驗研究和工業(yè)實踐，逐步掌握了篩板塔的操作規(guī)律和正確設計方法，還開發(fā)了大孔徑篩板，解決了篩孔容易堵塞的問題。與此同時，還出現(xiàn)了浮閥塔，它操作容易，結(jié)構(gòu)也比較簡單，同樣得 到了廣泛應用。 60 年代以后 ,石油化工的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大 ,大型塔的直徑已超過 10m。 （一） 板式塔的操作特性 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計（論文） 9 各種塔板只有在一定的氣液流量范圍內(nèi)操作，才能保證氣液兩相有效接觸，從而得到較好的傳質(zhì)效果。氣體流量低于此限時，液體經(jīng)開孔大量泄漏。氣體流量高于此限時，霧沫夾帶量超過允許值，會使板效率顯著下降。若液體流量過小，則溢流堰上的液層高度不足，會影響液流的均勻分布，致使板效率降低。液體流量太大時，液體在降液管內(nèi)停留時間過短 ,液相夾帶的氣泡來不及分離 ,會造成氣相返混，板效率降低。氣液流量超過此線時，引起降液管液泛，使塔的正常操作受到破壞。 浮閥塔 和泡罩塔的操作彈性較大，篩板塔稍差。 （二） 板式塔的工業(yè)要求 工業(yè)生產(chǎn)對塔板的要求主要是： ① 通過能力要大，即單位塔截面能處理的氣液流量大。 ③ 塔板壓力降要低。 ⑤ 結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。 怎樣合理地選擇精餾塔的操作條件 精餾塔的操作條件主要是指溫度、壓力。例如對于各組分間相對揮發(fā)度相差較大的混合物采用一般精餾；對于相對揮發(fā)度接近，甚至相等的混合物，采用萃取精餾或恒沸精餾；對沸點高的混合物，采用減壓精餾或水蒸氣蒸餾；對于沸點低的混合物，采用加壓精餾，以適當提高冷凝溫度等。乙醇分子中的碳氧鍵和氫氧鍵比較容易斷裂。乙醇是一種很好的 溶劑 ，既能溶解許多 無機物 ，又能溶解許多有機物，所以常用乙醇來溶解 植物色素 或其中的藥用 成分 ，也常用乙醇作為反應的溶劑，使參加反應的有機物和無機物均能溶解，增 大接觸面積，提高 反應速率 。 乙醇的物理性質(zhì)主要與 其低碳直鏈醇的性質(zhì)有關(guān)。室溫下，乙醇是無色 易燃 ，且有特殊香味的揮發(fā)性液體。此外，低碳的脂肪族 烴類 如 戊烷和 己烷 ，氯代脂肪烴如 1,1,1三氯乙烷 和 四氯乙烯 也可與乙醇混溶。 由于存在氫鍵，乙醇具有潮解性，可以很快從空氣中吸收 水分 。 氯化鈉 和 氯化鉀 則微溶于乙醇。 乙醇的化學性質(zhì) （一）酸性 乙醇分子中含有極化的氧氫鍵，電離時生成烷氧基負離子和 質(zhì)子 。 乙醇的 酸性 很弱，但是電離平衡的存在足以使它與重水之間的同位素交換迅速進行。 醇金屬遇水則迅速 水解 生成醇和 堿 結(jié)論： （ 1）乙醇可以與金屬鈉反應，產(chǎn)生氫氣，但不如水與金屬鈉反應劇烈。 （二） 還原性 乙醇具有還原性，可以被氧化成為乙醛。例如 2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O（條件是在催化劑 Cu 或 Ag 的作用下加熱） 實際上是乙醇先和氧化銅進行反應，然后氧化銅被還原為單質(zhì)銅，現(xiàn)象為：黑色氧化銅變成紅色。乙醇也可以與酸性重鉻酸鉀溶液反應，當乙醇蒸汽進入含有酸性重鉻酸鉀溶液的硅膠中時，可見硅膠有橙紅色變?yōu)椴菥G色，此反應現(xiàn)用于檢驗司機是否醉酒駕車。 C2H5OH+CH3COOH－濃 H2SO4△ (可逆 )→CH3COOCH2CH3+H2O （此為取代反應） “ 酸 ” 脫 “ 羥基 ” ， “ 醇 ” 脫 “ 羥基 ” 上的 “ 氫 ” 與氫鹵酸反應 乙醇可以和鹵化氫發(fā)生取代反應，生成 鹵代烴 和水。故常有紅棕色氣體產(chǎn)生。 2Cu+O2－加熱 →2CuO C2H5OH+CuO→CH3CHO+Cu+H2O 即催化氧化的實質(zhì) (用 Cu 作 催化劑 ） 總式： 2CH3CH2O