共沸蒸餾
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共沸蒸餾[1]，指改變共沸組成，為蒸餾或分餾混合物的一系列技術，在化學工程通常指加入一種成分以產生新的非均相低沸點共沸物的技術（如產生兩種不互溶的液相），如在水和乙醇中加入苯。加入能導致分相或是與其結合的共沸劑，是工業共沸蒸餾操作方法的一個步驟。在某種意義上，加入共沸劑與萃取蒸餾類似。
物質分離劑
加入物質分離劑，如在乙醇－水混合物中加入苯，改變分子間相互作用並破壞共沸。在液體相中加入新成分後可以通過多種途徑改變不同物質的活性系數，並進一步改變整個混合物的相對揮發度。由於偏離拉烏爾定律較大，使得加入另一種成分可以較易顯着地改變相對揮發度。在共沸蒸餾中，加入成分的揮發度與混合物相同，新的共沸點由一種或多種成分依據分子間作用力形成。[2]如果原液體中的成分不止一種，那麼所選擇形成共沸物的物質分離劑就可稱為共沸劑。加入的共沸劑應能夠通過蒸餾，傾析，或其他分離方法回收至接近初始加入的量。[3]
舉例：乙醇－水的蒸餾
共沸蒸餾的經典應用實例是將乙醇和水的混合物脫水。把接近共沸的混合物送入共沸蒸餾塔中。過程可選擇以下幾種共沸劑：苯、丙烷、環己烷、己烷、庚烷、異辛烷、丙酮以及乙醚，[2]其中苯和環己烷用得最多，但苯會導致癌症，使用量已經減少。儘管過去是乙醇脫水的標準方法，如今由於成本和能耗相對高，已很少採用。另一種較受歡迎，且毒性比苯低的方法是用甲苯共沸蒸餾脫水。
變壓蒸餾
另一種方法變壓蒸餾依據的是共沸點隨壓力變化的特性。共沸物不是不能蒸餾的濃度範圍，而是在溫度與摩爾分率相圖中互相交叉的一點。如果共沸可以「跳過」，則蒸餾就可以繼續。因為共沸點已經躍過，水將會從剩餘的乙醇中蒸出，而不是乙醇在低濃度下從水中蒸出。
共沸性可以通過改變壓力來去除。通常，將壓力設至接近產物100%的濃度。對於乙醇來說，可能是97%，那麼乙醇現在可蒸餾至97%左右。實際上會略低一點，如96.5%。96.5%酒精之後送入不同壓力的蒸餾塔中，將共沸點降低，可能達到96%左右。由於混合物已經在96%共沸以上，蒸餾不會「卡」在這個點，乙醇可以在任何需要的濃度蒸出。
分子篩
對於汽油中乙醇添加劑的蒸餾，最常用來破壞共沸的方法是用分子篩。乙醇蒸到96%，之後通過一種可以從混合物中吸水的分子篩。此時濃度高於96%且可以進一步蒸餾，分子篩可以加熱去除水再生。
參閱
參考文獻
- ^ Kister, Henry Z. Distillation Design 1st Edition. McGraw-Hill. 1992. ISBN 0-07-034909-6.
- ^ 2.0 2.1 Kumar, Santosh et. al, Anhydrous ethanol: A renewable source of energy., Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2010
- ^ Treybal. Mass-Transfer Operations 3rd Edition. McGraw-Hill. 1980.
