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恒沸精馏实验报告

恒沸精馏实验报告

一、实验目的

恒沸精馏是一种特殊的分离方法。它是通过加入适当的分离媒质来改变被

分离组分之间的汽液平衡关系，从而使分离由难变易。恒沸精馏主要适用于含

恒沸物组成且用普通精馏无法得到纯品的物系。通常，加入的分离媒质（亦称

夹带剂）能与被分离系统中的一种或几种物质形成最低恒沸物，使夹带剂以恒

沸物的形式从塔顶蒸出，而塔釜得到纯物质。这种方法就称作恒沸精馏。

本实验使学生通过制备无水乙醇，达到以下两个目的。

（1）加强并巩固对恒沸精馏过程的理解。

（2）熟悉实验精馏塔的构造，掌握精馏操作方法。

二、实验原理

在常压下，用常规精馏方法分离乙醇-水溶液，最高只能得到浓度为95.57%

（质量分数）的乙醇。这是乙醇与水形成恒沸物的缘故，其恒沸点℃，与乙醇

沸点℃十分接近，形成的是均相最低恒沸物。而浓度95%左右的乙醇常称工业乙

醇。

由工业乙醇制备无水乙醇，可采用恒沸精馏的方法。实验室中沸精馏过程

的研究，包括以下几个内容。

（1）夹带剂的选择

恒沸精馏成败的关键在于夹带剂的选取，一个理想的夹带剂应该满足如下

几个条件。

1）必须至少能与原溶液中一个组分形成最低恒沸物，希望此恒沸物比原溶

液中的任一组分的沸点或原来的恒沸点低10℃以上。

2）在形成的恒沸物中，夹带剂的含量应尽可能少，以减少夹带剂的用量，

节省能耗。

3）回收容易，一方面希望形成的最低恒沸物是非均相恒沸物，可以减轻分

离恒沸物的工作量；另一方面，在溶剂回收塔中，应该与其他物料有相当大的

挥发度差异。

4）应具有较小的汽化潜热，以节省能耗。

5）价廉、来源广，无毒、热稳定性好与腐蚀性小等。

就工业乙醇制备无水乙醇，适用的夹带剂有苯、正己烷，环己烷，乙酸乙

酯等。它们都能与水-乙醇形成多种恒沸物，而且其中的三元恒沸物的室温下又

可以分为两相，一相富含夹带剂，另一相中富含水，前者可以循环使用，后者

又很容易分离出来，这样使得整个分离过程大为简化。下表给出了几种常用的

恒沸剂及其形成三元恒沸物的有关数据。

常压下夹带剂与水、乙醇形成三元恒沸物的数据

组各纯恒沸组成（质量分

分组分沸点恒沸数）

温度

123123/℃123

乙

水苯10018.5%7.4%74.1%

醇

乙

乙酸

水1008.4%9.0%82.6%

醇乙

酯

三

乙氯

水1004.0%3.5%92.5%

醇甲

烷

正

乙

水己10011.9%3.0%85.02%

醇

烷

本实验采用正己烷为恒沸剂制备无水乙醇。当正己烷被加入乙醇-水系以后

可以形成四种恒沸物，一是乙醇-水-正己烷三者形成一个三元恒沸物，二是它

们两两之间又可形成三个二元恒沸物。它们的恒沸物性质如下表所示。

乙醇-水-正己烷三元系统恒沸物性质

恒沸组成（质量分在恒

恒沸数）沸点

物

点分相

系