水-醋酸的分离水-醋酸的分离醋酸是一种重要的有机化工原料,广泛地应用于基本有机合成、医药、染料、香料、农药等行业。长期以来,醋酸/水体系的分离问题一直受到人们的重视。这不仅是因为醋酸在各类工业生产中应用的广泛性,同时也是因为研究醋酸/水的分离对于化工分离、化工环保等学科的发展具有重要作用。醋酸/水虽然不形成恒沸物,但二者的相对挥发度不大。目前生产中采用的普通精馏和共沸精馏工艺存在着能耗较高的问题,因此无论是研究者,还是工业界,都在寻求更好的分离方法。国内外研究醋酸水溶液的分离方法很多,主要有精馏法、萃取法、酯化法、中和法、吸附法、膜分离法等,以及各种方法的联合。1．醋酸/水分离方法概述1．1 精馏法1.1.1 普通精馏法醋酸与水不形成共沸物,可采取普通精馏法,塔底得到醋酸。但由于二者沸点接近,相对挥发度不大,且属于高度非理想物系。因此,要得到高纯的醋酸,采用普通精馏需要很多的塔板和很大的回流比（回流比高达 20~30）,这将耗费大量蒸汽,其经济效果差,故一般不采用。该法主要用于含水量小的粗醋酸的提纯1.1.2 共沸精馏法[1]共沸精馏是指在两组分共沸液或挥发度相近的物系中加入挟带剂,由于它能与原料中的一个或几个组分形成新的两相恒沸液,增大相对挥发度,因此,原料液能用普通精馏法进行分离。共沸精馏的操作过程是:挟带剂和原料液一起进入共沸精馏塔,在塔中水随挟带剂蒸出,经冷却后与挟带剂分层分离,挟带剂返回塔中,水与溶解的挟带剂分离后排放。在塔釜即可得到醋酸产品。由于共沸精馏是选择低沸点的挟带剂,共沸精馏时挟带剂随水从塔顶蒸出,因此其加入量应严格控制,以减少过程中的能耗。采用共沸精馏法时,一般要求醋酸含量较高（质量分数 w=80%）,挟带剂组成稳定。因共沸精馏挟带剂的存在，使得醋酸与水的相对挥发度增大,因此分离所需的塔板数和回流比降低,能耗也相应地较普通精馏低。然而,目前常用的几种挟带剂还不甚理想,挟带剂的配比也较难控制。常用的挟带剂有乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、三氯三氟甲烷、环己烷、正戊酸乙酯、乙酸甘油酯、己醚、二异丙醚/苯、乙酸乙酯/苯等。1.1.3 萃取精馏法［2］萃取精馏是向精馏系统中加入某种高沸点的溶剂(通常称为萃取剂)后,往往会显著增大组分之间的相对挥发度,使分离变得容易进行。萃取精馏法在化学工业中的应用愈来愈广泛,通常用于分离沸点相近或是有共沸点的物系。流程见图 1,主要设备为萃取精馏塔、溶剂回收塔,溶剂与重组分自萃取精馏塔底部引出,送入溶...
