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为什么精馏塔中的甲醇具有双重性?



一个纯物质单体存在时的沸点和它在水--乙醇溶液中的挥发性是两回事。在多组分混合水溶液蒸馏时,各个组分的挥发性并不是由它们单独存在时纯组分的沸点决定的,而是取决于它在溶液中与其它分子间的吸引力。
      甲醇和乙醇都是含有-OH基的一元醇,是同系物,乙醇的分子量比甲醇的大。当它们分别存在时,由于乙醇分子之间的作用力大于甲醇分于之间的吸引力,因此乙醇的沸点(78.3℃)高于甲醇(64.7℃)。也就是在无水时,二者相比,甲醇容易挥发。可是将它们放在大量水中如发酵液中,含水量在85%以上,请况就不同了。
      由于水分子有较强烈的氢键作用力,因此对甲醇和乙醇都产生氢键吸引力,但甲醇分子量比乙醇的小,因而它与水分子的氢贱缔 合强度要比水对乙醇的大,这样甲醇的沸点虽低却比乙醇难挥发.当溶液中水分减少,水的氢键影响也随之减小。甲醇与乙醇的挥发性就又取决于它们的分子量了,即当溶液中乙醇浓度高时(水分少时)甲醇就比乙醇容易挥发。

      这样在精馏中甲醇的挥发性有双重性,随着酒精浓度的不同而变化。当酒精浓度高时,甲醇的精馏系数K`>1,当酒精浓度低时(水份大时)其K`<1。即当酒精浓度高时它随酒汽沿着塔上升象头级杂质,当酒精浓度低时,它随回流液沿塔下流象尾级杂质,因此它向精馏塔的两端聚集,故称它为端级杂质。

      酒精生产时应将甲醇视作头级杂质,常采用巴士德法减少它在产品中的含量。在生产白酒时,甲醇表现为尾级杂质,可用高度掐酒尾法减少酒中甲醇含量。


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