向原料液中加入第三組分（稱為萃取劑或溶劑），以改變原有組分間的相對揮發度而得到分離。與恒沸精餾不同的是萃取劑不與原料液中任何組分形成恒沸物。

為增大被分離組分的相對揮發度，應使各板液相均保持足夠的添加劑濃度，當原料和萃取溶劑以一定比例加入塔內時，必存在某一個最合適的回流比。當不含添加劑的回流過大，非但不能提高餾出液組成，反而會降低塔內添加劑的濃度而使分離變得更為困難。同樣，當塔頂回流溫度過低或添加劑加入溫度較低，都會引起塔內蒸汽部分冷凝而衝淡各板的添加劑濃度。

在設計時，為使精餾段和提餾段的添加劑濃度大致接近，萃取精餾的料液往往以飽和蒸汽的熱狀況加入塔內。若為泡點加料，精餾段與提餾段的添加劑濃度不同，應使用不同的相平衡數據進行計算。

萃取精餾中的添加劑加入量一般較多，沸點又高，精餾熱能消耗中的相當可觀部分用於提高添加劑的溫度。

主要設備是萃取精餾塔。由於溶劑的沸點高於原溶液各組分的沸點，所以它總是從塔釜排出的。為了在塔的絕大部分塔板上均能維持較高的溶劑濃度，溶劑加入口一定要在原料進入口以上。但一般情況下，它又不能從塔頂引入，因為溶劑入口以上必須還有若幹塊塔板，組成溶劑回收段，以便使餾出物從塔頂引出以前能將其中的溶劑濃度降到可忽略的程度。溶劑與重組分一起自萃取精餾塔底部引出後，送入溶劑回收裝置。一般用蒸餾塔將重組分自溶劑中蒸出，並送回萃取精餾塔循環使用。一般，整個流程中溶劑的損失是不大的，隻需添加少量新鮮溶劑補償即可。

例如，從烴類裂解氣的碳四餾分分離丁二烯時，由於碳四餾分的各組分間沸點相近及相對揮發度相近的特點，而且丁二烯與正丁烷還能形成共沸物，采用普通的精餾方法是難以將丁二烯與其它組分加以分離的。如果采用萃取精餾的方法，在碳四餾分中加入乙腈做萃取劑，則可增大組分間的相對揮發度，使得用精餾的方法能將沸點相近的丁二烯、丁烷和丁烯分離。碳四餾分經過脫碳三、和碳五餾分後，進入丁二烯萃取劑精餾塔，在萃取劑乙腈的存在下，使丁二烯（包括少量的炔烯）、乙腈與其它組分分開，從塔釜采出並進入解析塔，在此塔中，丁二烯、炔烯從乙腈中解析出來，萃取劑循環使用。丁二烯、炔烯進入炔烯萃取精餾塔，丁二烯從塔頂逸出，經水洗，得到成品丁二烯。

由於加入的萃取劑是大量的（一般要求xs>0.6）,因此塔內下降液量遠大於上升蒸汽量，造成汽液接觸不佳，設計時要考慮塔板及流體動力情況。

由於組分間相對揮發度是借助萃取劑的加入量來調節，當塔頂產品不合格時，不能采用加大回流的辦法調節，一般調節方法：①加大萃取劑用量；②減少進料量，同時減少塔頂產品的采出量；

在決定塔徑及設計塔板結構時，除了按照蒸汽量計算外，還應注意液流中有較大量的萃取劑。

萃取精餾的添加劑(又稱萃取劑)的選擇原則是：①選擇性高，即加入少量添加劑就可大幅度增加組分間的相對揮發度；②揮發度小，即具有比料液組分高得多的沸點；③與原料液有足夠的互溶度，在塔板上不出現液體分相現象；④來源充足,價格便宜,水和某些極性有機化合物是最常用的添加劑。

萃取精餾主要用於那些加入添加劑後，因相對揮發度增大所節省的費用，足以補償添加劑本身及其回收操作所需費用的場合。萃取精餾最初用於丁烷與丁烯以及丁烯與丁二烯等混合物的分離。目前，萃取精餾比恒沸精餾更廣泛地用於醛、酮、有機酸及其他烴類氧化物等的分離。

①萃取劑比挾帶劑易於選擇。

②萃取劑在精餾過程中基本上不汽化，萃取精餾的耗能量較恒沸精餾少。

③萃取精餾過程中，萃取劑加入量的變動範圍較大，在恒沸精餾中適宜的挾帶劑量多為一定。所以萃取精餾操作較靈活，易控製。

④萃取精餾不宜采用間歇操作，而恒沸精餾可以采用間歇操作方式。

⑤恒沸精餾操作溫度較萃取精餾低，所以恒沸精餾適用於分離熱敏性溶液。

化學及石油化工等領域中，萃取精餾主要用於兩個方麵：一是沸點相近的烴的分離，如最典型的丁烯與丁二烯的分離，兩者沸點相差隻有2℃，相對揮發度為1.03；二是共沸物的分離，如甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有機物水溶液。

萃取精餾的優點是增加了被分離組分之間的相對揮發度，使難分離物係的分離能夠進行；缺點是加入的萃取劑量較大，增大了分離過程的能耗。因此，對萃取精餾進行改進，對強化分離過程具有重要意義。

①芳烴分離過程

在芳烴回收方麵，液液萃取技術已經有很長的使用曆史，液液萃取技術基於組分的極性，來影響組分間的分離，而對於沸點的影響較小。因為受到溶劑選擇的限製，對於較寬沸點混合料的分離，采用萃取精餾很難實現，早先它隻能對窄沸點物料使用，如采用N-甲基吡咯烷酮或N-甲酰嗎啉作為溶劑進行的C6和C7物料的分離過程。

然而，隨著萃取精餾技術的發展，采用混合溶劑進行的萃取精餾解決了以上問題。美國GTC技術公司的GT-BTX技術具體體現了現代萃取精餾技術在混合芳烴(苯、甲苯、二甲苯)分離過程中的應用。

與傳統混合芳烴分離過程相比，GT-BTX工藝具有投資成本低、所需設備單元數少、溶劑性能優異、產品被汙染的風險小、產品回收率高、純度高，同時能量消耗低、操作彈性大。經過工業化(120萬t/a)技術經濟指標的考核，苯和甲苯的純度分別達到99.995%和99.99%。總芳烴回收率高於99.19%，溶劑中抽餘液和萃取液的質量分數小於10^-6，每千克進料的能量消耗為798kJ。

②催化裂化汽油的脫硫

催化裂化(FCC)汽油中所含的硫化物中50%～60%(質量分數)是噻吩及其烷基衍生物，其餘為硫醇及其他硫化物。在催化裂化條件下噻吩化合物穩定性較強，國外公司普遍采用加氫脫硫方法，為了進一步降低汽油中的硫含量，目前采取的措施是提高加氫處理能力。加氫有利於進行燃料中脫硫處理，但是它存在運行費用高、深度加氫將降低汽油辛烷值等缺點。

根據油品所含硫化物的特點，目前普遍采用催化氧化、絡合法、催化吸附、生物法、溶劑萃取和堿洗法等進行油品中硫化物脫除。在這些方法中，萃取精餾技術具有其自身優勢，在處理FCC汽油時，該工藝技術采用一種可以改變進料中非芳烴組分(含烯烴)和噻吩化合物相對揮發度的溶劑，在萃取噻吩化合物的同時，也萃取其他芳烴硫化物(由於這些化合物的強極性)，而不含烯烴的組分進入加氫係統進行處理。采用萃取精餾和堿洗法，具有無辛烷值損失、加氫負荷低、可處理較寬範圍硫含量的裂解料、操作彈性大的特點。

通過在加氫前加入萃取精餾，解決了傳統工藝中存在的問題，芳烴中的噻吩硫化物被高選擇性的溶劑萃取，減少了抽餘液中的烯烴含量，低硫、高烯烴的抽餘液可以直接與含10×10^-6噻吩硫的汽油摻混。而高含量的硫醇在進料或抽餘液中可以采用傳統的堿洗方式進行處理，這樣總的硫含量很容易降低到(5～110)×10^-6，同時不用降低辛烷值。

③裂解汽油回收和苯乙烯提純

裂解汽油副產品中含有豐富的石油化工化合物，如果對其進行提純並加以充分利用，將產生相當大的經濟效益。由於這些組分沸點接近，形成了絡合物，采用傳統分離方法很難將其分離。而萃取精餾技術的發展為其提供了可能，萃取精餾技術通常用於從裂解汽油的輕組分中提純丁二烯和異戊二烯，實際上也可以用於從C8料中有效分離苯乙烯。

傳統的裂解過程存在一個加氫工藝步驟，該步驟中一方麵存在結焦問題，同時，反應也需要大量的氫源。近年研究表明，苯乙烯是結焦的根源之一，降低苯乙烯含量是解決結焦較好的方法。

采用混合溶劑進行的萃取精餾技術，可以以較小的成本實現苯乙烯的提取，因此，萃取精餾技術應用一方麵使得苯乙烯從燃料產品轉化為石化產品，價值得到提升。另外，加氫處理氫消耗減少，結焦問題得到解決。

  關於反應精餾:  

在進行反應的同時用精餾方法分離出產品的過程。可以是為提高分離效率而將反應與精餾相結合的一種分離操作；也可以是為了提高反應轉化率而借助於精餾分離手段的一種反應過程。

  反應精餾的原理：  

對於可逆反應，當某一產物的揮發度大於反應物時，如果將該產物從液相中蒸出，則可破壞原有的平衡，使反應繼續向生成物的方向進行，因而可提高單程轉化率，在一定程度上變可逆反應為不可逆反應。

  反應精餾技術的應用：  

應用很廣泛，例如酯化、酯交換、皂化、胺化、水解、異構化、烴化、鹵化、脫水、乙酰化和硝化等反應，具體反應舉例見下表：

反應精餾僅適用於反應過程和反應組分的蒸餾分離可以在同一溫度條件下進行的化學反應。如果反應組分之間存在有恒沸現象，或者反應物與產物的沸點非常接近時，反應精餾技術則不適用。已經達到商業規模或者進行過實驗室研究的工業上，重要的反應精餾過程主要包括以下反應類型：

1、烷基化

乙烯與苯烷基化的RD塔由二部分組成，上部填裝特殊設計的捆紮包內裝Y型分子篩，下部安裝精餾塔板，乙烯從催化劑層底部進料，苯從回流罐進塔，過程的特點是反應溫度受飽和點溫度製約，避免反應區熱點的生成，提高了催化劑的壽命，副產物二乙丙苯和三異丙苯返回RD塔，與苯進行烯烴轉移反應生成更多的異丙苯，消除了大量苯的循環，反應熱有效利用。與傳統工藝比較，RD過程節能50%，投資降低25%。但是催化劑的活性和選擇性相差較大，因此必須開發出適合的催化劑。

2、疊合過程

采用反應精餾技術可使烯烴分子有選擇的疊合，因為精密的溫度控製和反應段的寬分布將減少非理想產品的二聚物、三聚物或高聚物的生成，丁烯疊合的反應精餾工藝目前已獲工業許可。

3、烯烴選擇性加氫

已經證明，反應精餾可使不需要的烯烴雜質選擇加氫，使其失去化學活性或不有利於精餾分離去除。目前，可應用反應精餾技術的有：丁二烯、戊二烯及己二烯選擇性加氫。

4、酯轉移

某些化學反應所使用的酸具有腐蝕性。為了避免酸性腐蝕，可以以酯的形式引入酸。例如，甲酸甲酯分解會生成甲酸和甲醇，而甲酸一旦形成就被平衡反應消耗掉，這樣避免了甲酸的腐蝕。

5、氧化脫氫

如有合適的催化劑，就可使異丁烷氧化脫氫生成異丁烯。

6、醚化反應

甲基叔丁基醚(MTBE)是應用RD技術第一個取得工業成功的產品，該過程與傳統流程相比具有無反應器的外部循環和冷卻;通過預反應有效脫除催化劑毒物，延長催化劑的使用壽命；充分利用反應放出的熱量，反應物轉化率高以及產品純度高等特點。

7、酯化和水解

乙酸甲酯(MeOAc)合成與水解的催化精餾工藝是近年來國內外研究和開發的熱門話題，由於乙酸和甲醇的酯化受化學平衡的限製，且物係中有多個共沸物，故傳統流程十分複雜，需多個反應器和精餾塔。

▲醋酸甲酯反應精餾塔

由1983年Estman化學公司開發的反應精餾工藝。

8、其它反應

其它有可能利用反應精餾方法的領域包括：氧化，電化學，合成氣反應，從醇和氨選擇性地生產胺，羧基化反應。除此之外，通過引入第三組分(即反應夾帶劑)，反應精餾技術就能用於分離沸點極為接近的混合物。如：分離C1芳烴，氯苯胺。甲基吡啶等同分異構體的混合物。

幾種反應精餾流程：

反應A←→C，若產物比反應物易揮發α_C＞α_A， 進料位置在塔下部或塔釜。

反應A←→C，若反應物比產物易揮發α_A ＞α_C，進料位置在塔上部或塔頂。

反應A←→C＋D 或A→C→D，C 為目的產物，相對揮發度α_C＞α_A ＞α_D。

反應A+B←→C+D，反應物的揮發度介於兩產物之間，α_C＞α_A＞α_B ＞α_D。

反應A+B←→C+D，相對揮發度，α_A＞α_B ＞α_C＞α_D。

工業上一個典型的催化精餾過程，甲醇和異丁烯在強酸性離子交換樹脂上催化反應生成甲基叔丁基醚（簡寫為MTBE）:

幾種催化精餾流程的反應段位置：

a-異戊烯醚脫醚；b-苯烷基化；c-合成MTBE

注：催化劑填充段應放在反應物含量最大的區域

精餾操作中怎樣調節塔的壓力？

影響塔壓變化的因素是什麽？

塔的壓力是精餾塔主要的控製指標之一。任何一個精餾塔的操作，都應把塔壓控製在規定的指標內，以相應地調節其它參數。塔壓波動過大，就會破壞全塔的物料平衡和氣液平衡，使產品達不到所要求的質量。所以，許多精餾塔都有其具體的措施，確保塔壓穩定在適宜範圍內。

對於加壓塔的塔壓，主要有以下兩種調節方法。

①塔頂冷凝器為分凝器時，塔壓一般是靠氣相采出量來調節的。在其它條件不變的情況下，氣相采出量增大，塔壓下降；氣相采出量減小，塔壓上升。

②塔頂冷凝器為全凝器時，塔壓多是靠冷劑量的大小來調節，即相當於調節回流液溫度。在其它條件不變的前提下，加大冷劑量，則回流液的溫度降低，塔壓降低；若減少冷劑量，回流液溫度上升，塔壓上升。

對於減壓精餾塔的壓力控製，主要有以下兩種方法。

①當塔的真空借助於噴射泵獲得時，可以用調節塔頂冷凝器之冷劑量或冷劑溫度從而改變尾氣量的方法來調節塔的真空度。

 當被分離的物料允許與空氣接觸時，在此控製方案中，蒸汽噴射泵在最大的能力下工作，調節閥裝在通大氣的管線上，用調節閥開度的大小，調節係統的尾氣抽氣量，從而達到調節塔的真空度的目的。

②當采用電動真空泵抽真空時，調節閥裝在真空泵的回流管線上，用調節閥開度的大小來調節係統的尾氣抽出量，從而調節塔的真空度。

對於常壓塔的壓力控製，主要有以下三種方法。

①對於塔頂壓力的穩定性要求不高的情況下，無需安裝壓力控製係統，應當在精餾設備（冷凝器或回流罐）上設置一個通大氣的管道，以保證塔內壓力接近於大氣壓。

②對於塔頂壓力的穩定性要求較高或被分離的物料不能和空氣接觸時，塔頂壓力的控製可采用加壓塔加壓的控製方法。

以上調節塔壓的方法未考慮不凝氣實際需分析來調節塔的氣相壓力。

『2』

精餾操作中怎樣調節釜溫？

影響釜溫波動的因素是什麽？

釜溫是由釜壓和物料組成決定的。精餾過程中，隻有保持規定的釜溫，才能確保產品質量。因此釜溫是精餾操作中重要的控製指標之一。

當釜溫變化時，通常采用改變再沸器的加熱蒸汽量，將釜溫調節至正常。當釜溫低於規定值時，應加大蒸汽用量，以提高釜液的氣化量，使釜液中重組分的含量相對增加，泡點提高，釜溫提高。當釜溫高於規定值時，應減少蒸汽用量，以減少釜液的氣化量，使釜液中輕組分的含量相對增加，泡點降低，釜溫降低。

釜溫波動的原因比較多。當塔壓突然升高時，釜溫會隨之升高，而後又下降。這種釜溫的升高是因為壓力升高引起了釜液泡點的升高所致。因而，塔內的上升蒸氣量不但不會增加，反而還會因為壓力的升高而減少；這樣，塔釜混合液中輕組分的蒸出就不完全，將導致釜液泡點的下降，因而使釜溫又隨之下降。反之，當塔壓突然下降時，塔內的上升蒸氣量會因塔壓的降低而增加，造成塔釜液麵的迅速降低，這樣重組分可能被帶至塔頂。隨著釜液中組分的變重，釜液的泡點升高，釜溫也會隨之升高。由此看來，塔壓是引起釜溫變化的重要因素。因此，操作中隻有首先把塔壓控製在要求的指標上，才能確切地知道釜溫是否符合工藝要求，否則會導致錯誤的操作。

釜溫也會隨著進料中輕組分濃度的增加而降低，重組分濃度的增加而升高。另外，釜中有水、再沸器中物料聚合堵塞了部分列管、加熱蒸汽壓力的波動、調節閥的失靈、物料的平衡采出受到破壞等，都能引起釜溫的波動。釜溫波動時，要分析引起波動的原因，加以消除。例如，塔頂采出量過小，使輕組分壓入塔釜而引起釜溫下降。此時若不增加塔頂采出，單純地加大塔釜加熱蒸汽的用量，不但對釜溫沒有作用，嚴重時還會造成液泛。又如，再沸器的列管因物料聚合而堵塞，致使釜溫下降，此時，應停車對設備進行檢修。

『3』

在精餾操作中怎樣調節回流比？

回流比是根據對原料的分離要求確定的。回流比過大或過小，都會影響精餾操作的經濟性和產品的質量。加大回流比，可使塔頂產品中的輕組分濃度增加，但是，卻減小了塔的生產能力，也使塔頂冷量、塔釜熱量的消耗增大。在正常操作中應保持適宜的回流比，在保證產品質量的前提下，爭取最好的經濟效果。隻有在塔的正常生產條件受到破壞或產品質量不合格時，才能調節回流比。

例如，塔頂產品中重組分含量增加，質量下降，要適當增大回流比。塔的負荷（進料量）過低，為了保證塔內一定的上升蒸氣速度，也要適當增大回流比。對於大型的生產裝置，當不同類型的塔板結構與上升蒸氣速度的要求及儀表的設計工作範圍與實際生產量的大小產生矛盾時，可以相應地適當改變回流比。又如浮閥塔板，如果處理能力隻有設計能力的50-60%時，為了使浮閥在適宜範圍內工作，為了讓儀表的測量範圍在適宜的工作範圍內，應采取加大回流比來保證生產的穩定，這對大型生產裝置維持必要的穩定生產是極為重要的。

調節回流比的方法可有如下幾種：

①減少塔頂采出量以增大回流比。

②塔頂冷凝器為分凝器時，可增加塔頂冷劑的用量，以提高凝液量，增大回流比。

③有回流液中間貯槽的強製回流，可暫時加大回流量，以提高回流比，但不得將回流貯槽抽空。

『4』

在精餾操作中怎樣調節塔的壓差？

塔壓差是衡量塔內氣體負荷大小的主要因素，也是判斷精餾操作的進料、出料是否均衡的重要標誌之一。在進料、出料保持平衡，回流比不變的情況下，塔壓差基本上是不變的。當正常的物料平衡遭到破壞，或塔內溫度、壓力改變時，都會造成塔內上升蒸氣流速的改變，以及塔板液封高度的改變，從而引起塔壓差的變化。

精餾操作中，要針對引起塔壓差變化的原因相應地進行調節，常用的方法有三種。

①在進料量不變的情況下，用塔頂的液相采出量來調節塔壓差。產品采出多，則塔內上升蒸氣的流速減小，塔壓差下降；采出量減少，塔內上升蒸氣的流速增大，塔壓差上升。

②在采出量不變的情況下，用進料量來調節塔壓差。進料量加大、塔壓差上升；進料量減小，塔壓差下降。

③在工藝指標許可的範圍內，通過釜溫的變化來調節塔壓差。提高釜溫，塔壓差上升；降低釜溫，塔壓差下降。

對於因設備問題造成的壓差變化，應具體問題具體對待，嚴重時應停車檢修。

『5』

在精餾操作中怎樣調節塔頂溫度？

塔頂溫度是決定塔頂產品質量的重要因素。在塔壓不變的前提下，頂溫升高，塔頂產品中的重組分含量增加，質量下降。

塔頂溫度的調節方法，主要為兩種：一種是固定回流量，調節回流溫度；一種是固定回流溫度，調節回流量。由於生產裝置日趨大型化，考慮到生產的穩定性，調節回流量的方法得到了廣泛采用。具體的調節方法如下：

①用回流量控製頂溫。回流量加大，頂溫降低，這種調節方法多在塔頂為全凝器時采用。

②當塔頂使用的冷劑在傳熱過程中有相變化時，可用冷劑的蒸發壓力與頂溫串級調節來控製頂溫。蒸發壓力降低，對應的蒸發溫度也降低，引起頂溫降低。這種方法在塔頂冷凝器為分凝器時可以改變回流量；在塔頂冷凝器有過冷作用時，又可以用來改變回流溫度。

③當塔頂的冷劑在傳熱過程中無相變化時，可用冷劑流量與頂溫串級調節來控製頂溫。如流量加大，頂溫降低。這種方法既可改變回流量，又可改變回流溫度。

④用塔頂冷凝器的換熱麵積調節頂溫。提高冷劑液麵，換熱麵積增大，頂溫降低。這種方法既可改變回流量，又可改變回流溫度。

⑤當精餾段的物料濃度比較高時，可用某兩板間的溫差來調節頂溫。溫差增大，回流液量加大，頂溫降低。

『6』

在精餾操作中，有時釜溫升不起來的原因是什麽？

精餾塔在開車的升溫過程及正常操作中都會遇到釜溫升不起來的現象。

在開車的升溫過程中，釜溫升不起來的原因可能是：

①加熱係統的疏水器（或叫排水阻氣閥）失靈；

②揚水站的回水閥門未開；

③再沸器內的蒸汽冷凝液沒有排空，蒸汽加不進去；

④塔釜物料中有大量的水存在（水與物料不相溶）；

⑤設備結構不合理，使釜液循環受阻；

⑥由於操作不當（再沸器供熱太晚或進料量太大，太猛），造成回流到塔釜的輕組分量太大，一時釜溫很難提到正常，特別是低溫液相進料的塔，極易出現這種現象。此時應改變進料量、進料組成或加大塔頂采出量，以調整操作。

正常操作中，引起釜溫提不起來的原因可能是：

①塔底再沸器的液相循環管堵塞，使釜液不循環；

②再沸器列管內的物料結焦或列管被堵塞；

③排水阻氣閥失靈；

④塔釜組分過重，現有的熱劑不能將釜液加熱到泡點，致使釜液循環不暢通；

⑤加熱釜的熱劑壓力下降；

⑥釜液麵太低或太高