请教乙醇-水共沸问题

zhxbaisdn

一大气压下，重量比为95.6%乙醇与4.4%的水共沸点是78.1℃。
例如蒸馏体系中乙醇50%、水50%共100kg，是不是温度保持在78.1℃，能够蒸出来乙醇：100*50%*95.6%=47.8kg；水：100*50%*4.4%=2.2kg；
釜液里面残留液，乙醇：50-47.8=2.2kg，水：50-2.2=47.8kg。（请问这样理解对吗？）

卖女孩的小火柴

如果是项目上的事问业主，如果是考题上的事情就发到答疑板块

zhxbaisdn

卖女孩的小火柴 发表于 2015-6-16 16:50
如果是项目上的事问业主，如果是考题上的事情就发到答疑板块

项目上事情，业主不太靠谱，物料平衡来来回回倒腾了四五遍。

zhxbaisdn

卖女孩的小火柴 发表于 2015-6-16 16:50
如果是项目上的事问业主，如果是考题上的事情就发到答疑板块

工艺人员有时不会讲的很细，只给你一个大致的工艺路线，我们只能拿出我们那一点点化工知识分析，有时很纠结的。

卖女孩的小火柴

给出满足环评的可行性研究报告或者基础资料，是对业主及可研单位的基本要求，这个地方如果很难的话就不能让步。否则未来工作很难受

dyl493379011

    共沸物，所指的是当两种或多种不同成分的均相溶液，以一个特定的比例混合时，在固定的压力下，仅具有一个沸点，此时这个混合物即称做共沸物。
    在共沸物达到其共沸点时，由于其沸腾所产生的气体部分之成分比例与液体部分完全相同，因此无法以蒸馏方法将溶液成份进行分离。也就是说，共沸物的两个组成物，无法用单纯的蒸馏或分馏的方式分离。
    请注意，比例是固定的。

花开易见落难寻

楼主对于共沸点的概念不是很清楚，建议去看下乙醇-水 气液相平衡图。 不是一开始就共沸，而是随着蒸馏，乙醇和水的分离，导致蒸馏液向共沸点靠近，随后气液相中的物质组成一致，导致不能分离，形成共沸。

jlugaochuang

首先，共沸物的沸点是和浓度比有关的。其次，蒸馏比例与蒸汽压有关

jlugaochuang

打错了，是无

smile20060701

这要分两种情况，如果两种物料互溶度很小，就会发生楼主说的情况，釜液不是共沸比例，也会发生共沸，产生共沸组成的蒸汽。但是乙醇和水不是，需要釜液达到共沸组成才行，在达到共沸组成前，谁的沸点低，就先蒸出来，直到釜液形成共沸比例，开始共沸蒸馏，所以乙醇、水蒸馏时，先在沸点较低的乙醇沸点蒸馏，然后釜液达到共沸组成，再开始沸点更低的共沸蒸馏。这个在陈敏恒化工原理教材下册88页有举例说明，釜液可以形成共沸组成和釜液不能形成共沸组成的物料，蒸馏的过程有区别

icespring

太久没摸化工原理的书了，具体计算过程已经不记得，但是概念还是记得，这个条件下应该不会形成共沸，热量大部分被蒸汽压更大的乙醇吸收，少部分被水吸收，直至混合溶液达到共沸比例为止。

zhxbaisdn

smile20060701 发表于 2015-7-8 09:42
这要分两种情况，如果两种物料互溶度很小，就会发生楼主说的情况，釜液不是共沸比例，也会发生共沸，产生共 ...

请问50%的乙醇溶液，蒸馏提纯，按照你的说法，是不是体系内不可能形成共沸？因为先蒸出来的是乙醇，他始终无法达到95.6%乙醇与4.4%水这个共沸比例。如果是这种情况，蒸馏下去能够提纯到百分之几的乙醇。

smile20060701

zhxbaisdn 发表于 2015-7-13 22:22
请问50%的乙醇溶液，蒸馏提纯，按照你的说法，是不是体系内不可能形成共沸？因为先蒸出来的是乙醇，他始 ...

先出乙醇，但是因为水本身也有挥发性，并且在78度挥发性很大，会有一定量水蒸气一同蒸出来。一般水蒸气含量会在5%以上，所以蒸出来的乙醇含水就大概在5%，接近共沸组成。蒸出来的乙醇再蒸馏时，就很容易发生共沸现象，无法用普通蒸馏的方法进一步提纯。


其实，在实际生产过程中，有这样的情况，那就是当两两混溶的混合物，其中一个的含量低于2%时，一般就很难用普通蒸馏分离了，比如含乙醇1%的水，或含水1%的乙醇，直接蒸馏的话，不管用多么高的塔板数，都不能进一步分离，蒸汽和釜液成分不会变化了，这是蒸馏过程中的夹带现象，跟是否共沸无关。只有甲醇水混合物可以用普通蒸馏提纯至99%，这个比较少见，而且，如果含甲醇不足1%的水，普通蒸馏也很难进一步提纯，工业上也没有人会蒸这样的水。
基于以上的认识，咱们再看乙醇、水50%的混合物，蒸馏过程中，首先乙醇先沸腾，但蒸汽含水高于5%，这是在乙醇的沸点水的挥发性较大，同时乙醇蒸汽会夹带水蒸气，不是共沸的原理，因为釜液不是共沸组成。当釜液含乙醇低于2%以后，实际生产过程中，基本上就没有乙醇沸腾的现象了，因为乙醇和水以氢键结合，釜液的沸点其实接近水的沸点，这时候，蒸汽和釜液成分也很相近，注意，这个也不是共沸。一般蒸到这个程度，企业就会把釜液当废水处理了。楼主提到乙醇、水50%混合物，在蒸馏过程中不会有共沸现象，如果企业说有，那么一定是因为共沸点和乙醇的沸点比较接近，工业生产中不容易区分导致的，因为工业生产中，温度、流量等参数很容易发生波动。
那么蒸馏过程中冷凝收集的乙醇蒸汽呢，含水在5~10%，再一次蒸馏，釜液很容易形成共沸，就很难再用普通蒸馏的方法进一步提纯了。而且由于水的挥发性和乙醇蒸发对水蒸气的夹带作用，当乙醇浓度接近96.5%时，就很难再进一步提纯了。并且，在实际生产中，由于蒸馏釜体积较大，釜液受热不均匀和蒸发速度较快，釜液组成接近共沸组成时，就会发生共沸，不会像实验室那样，达到共沸组成时才共沸。
所以，楼主在写企业的报告时，一定要注意，乙醇沸点低，先蒸发，绝对不能理解成只有乙醇产生蒸汽，在乙醇的沸点下，水的挥发性以及乙醇蒸汽对水的夹带作用，对蒸馏的影响也很大，足够让乙醇蒸汽的含水率达到5~10%。楼主千万不要用实验室的理想状态去思考实际生产。
综合以上因素，工业生产过程中，普通蒸馏无论怎样增加塔板数，都不会得到纯度高于96.5%的乙醇，必须配合分子筛蒸馏或脱水剂蒸馏等设备。

但是对于互溶度较小的两相物质，釜液是不是共沸组成就不重要了，因为达到共沸组成的物料是分层的，互溶部分的组成也不可能达到共沸组成，蒸馏过程就和乙醇、水有很大不同，比如糠醛和水混合物，这个在陈敏恒化工原理教材里面有比较详细的描述，你可以看看。

smile20060701

如果楼主在写企业里的乙醇、水蒸馏，首先问清楚，企业对乙醇、水进行几次蒸馏，只蒸馏一次的话，乙醇浓度达不到95.6%，我感觉企业会对冷凝收集的乙醇再蒸一次

zhxbaisdn

smile20060701 发表于 2015-7-14 10:19
先出乙醇，但是因为水本身也有挥发性，并且在78度挥发性很大，会有一定量水蒸气一同蒸出来。一般水蒸气含 ...

谢谢，终于有点明白了{:soso_e179:}