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親愛的旁友們,你們知道什麼是特殊精餾嗎?特殊精餾有哪些種類?添加劑精餾和複合精餾有什麼特點?什麼是非常規條件下的精餾?今天小七就跟大家說說什麼是特殊精餾。
come on,旁友們!
當待分類組分之間形成共沸物或相對揮發度接近1時,用普通精餾是無法實現分離或是經濟上不合理的。此時,向體系中加入一種適當的新組分,通過與原體系中各組分的不同作用,改變組分之間的相對揮發度,使系統變得易於分離,這類既加入能量分離劑又加入質量分離劑的精餾稱為特殊精餾。
特殊精餾分類(按操作條件)
添加劑精餾:例如共沸、萃取
加鹽精餾複合(或耦合)精餾:例如反應精餾
非常規條件下的精餾:例如分子精餾
添加劑精餾方法通過加入某一組分(稱為夾帶劑)去與被分離物系中的一個或幾個組分形成共沸物或是破壞原物料組分間可能存在的共沸物的方式達到分離效果,可分為萃取精餾、恆沸精餾和加鹽精餾。
在恆沸精餾中,第三組分與原溶液中的一個組分形成恆沸物,原有組分間的相對揮發度增大,使該溶液能用一般精餾方法分離。第三組分稱為恆沸劑或夾帶劑。
恆沸精餾中合適夾帶劑的選用:(1)恆沸物恆沸點與溶液中純組分沸點有相當差值,一般不小於10℃。
(2)恆沸物易分離,以便回收夾帶劑,夾帶劑含量越少操作費用越省。
(3)熱穩定性好、無腐蝕性、無毒性。
工業酒精恆沸精餾(用苯作恆沸劑)製取無水酒精
乙醇-水二元恆沸物(恆沸點78.15℃,乙醇摩爾分率為0.894)只要苯量適當,原料液中的水分可全部轉移到三元恆沸液中,因而使乙醇-水溶液得到分離。
萃取精餾也是向原料液中加入第三組分,稱為萃取劑。加入的萃取劑一般沸點較高、且不與原溶液中任一組分形成恆沸物,僅僅是改變原有組分的相對揮發度而實現精餾分離。萃取精餾,從塔頂可得一個純組分,萃取劑與另一組分從塔底排出。萃取劑的選擇是過程的關鍵。
萃取劑應具備:
(1)選擇性好,加入少量萃取劑能使溶液相對揮發度顯著提高;
(2)揮發性小且不與原組分起反應,便於分離回收;
(3)安全,無毒,無腐蝕,熱穩定性好以及價格便宜等。
苯-環乙烷溶液的萃取分離
苯沸點 80.1℃,環乙烷沸點為 80.73℃,其相對揮發度為 0.98,苯-環乙烷溶液難於用普通精餾分離。若在該溶液中加入沸點較高的糠醛(沸點161.7℃),則溶液的相對揮發度發生顯著的變化。
加鹽萃取精餾是把鹽加入到萃取精餾的溶劑中,吸取溶鹽精餾中鹽可以提高組分間的相對揮發度,利用萃取精餾中溶劑是液體,易循環,克服了輸送困難等缺點。
目前,工業上應用加鹽萃取精餾分離的體系主要是具有恆沸組成的醇—水體系和酯—水體系,如加鹽萃取精餾製取無水乙醇工業化裝置已達到5000噸/年的規模。
複合精餾是將形式多樣的精餾形式進行耦合以達到強化傳質過程和簡化工藝的目的。比較典型的有反應精餾、吸附精餾和結晶精餾等。
反應精餾是在進行反應的同時,用精餾方法分離產物的過程。
由於同一設備中精餾與化學反應同時進行,反應精餾比單獨的反應過程或精餾過程更為複雜。目前,從理論到應用上都有長足的進展,並已擴大到非均相催化反應精餾體系。
當反應產物的相對揮發度大於或小於反應物時,由於精餾作用,產物離開了反應區,從而破壞了原有的化學平衡,使反應向生成產物的方向移動,提高了轉化率。
應用反應精餾技術,在一定程度上變可逆反應為不可逆,而且可得到很純的產物。
醇與酸進行酯化反應就是—個典型的例子。
吸附蒸餾是綜合利用了吸附分離因數高、產品純度高和能耗低的特點和蒸餾易於連續生產、處理能力大的優點而開發出的一種新型的強化精餾過程。
吸附蒸餾的特點: 吸附蒸餾過程具有分離因素高、操作連續、能耗低和生產能力大的優點。它特別適合於恆沸物質和沸點相近系的分離及需要高純產品的情況。
吸附精餾在叔丁醇-水共沸物分離工藝中的應用。
稀叔丁醇水溶液連續輸入吸附蒸餾塔的下部,同時一定量的乙二醇與 4A 分子篩形成漿液從吸附蒸餾塔的上部連續輸入。乙二醇的沸點高於水,水的沸點高於叔丁醇,於是在吸附蒸餾塔中,由於精餾和4A 分子篩的吸附共同作用,叔丁醇向塔頂富集,同時水和乙二醇與 4A 分子篩形成的料漿也同時流向塔底,水一部分留在載液中,另一部分被 4A 分子篩吸附。
結晶精餾是將結晶和精餾兩種方式聯合在一起的工藝,既可以得到高純度的產品又強化了精餾工藝過程。
結晶精餾用於分離MDI的同分異構體。
物料首先進入熔融結晶器, 結晶器採用懸浮結晶方式 ,使 4, 4′-MDI部分結晶。分離後 , 晶體經多次洗滌為 MDI-100產品, 洗滌液回流到結晶器重新結晶。母液經加熱後進入真空精餾裝置 , 控制回流比及塔頂採出量 ,使 2,4′-MDI側線採出口中 2, 4′-MDI的質量分數約 50%, 作為 MDI-50產品。 4,4′-MDI側線採出口中 2,4′-MDI含量為 10%, 並作為回流與進料混合後進入結晶器重新結晶。
非常規條件是一個相對概念,相對通常的精餾過程而言,非常規條件下的精餾是指操作參數(如操作溫度、壓力等)在較為極端的條件下進行,或是分離對象或獲得產品質量(純度)要求很高等。
真空精餾是指精餾過程在真空下進行的操作,常用於高沸點物質或熱敏物質的分離與提純。真空精餾過程在精細化學品的生產過程中有著廣泛的應用,如在染料中間體的分離、天然產物的提取、香料的精製、脂肪酸的分離、高碳鏈烷烴的精製等過程中,都用到了真空精餾技術。
實驗室真空精餾裝置:
注意事項:
1.安裝真空蒸餾的儀器時,必須選擇大小合適的橡皮塞,最好選用磨口真空蒸餾裝置。
2.蒸餾液內含有大量的低沸點物質,需先在常壓下蒸餾,使大部分防物蒸出,然後用水泵 減壓蒸餾,使低沸點物除盡。
3.停止加熱,回收低沸物,檢查儀器各部分連接情況,使之密合。4.開動油泵,再慢慢關閉安全閥,並觀察壓力計上壓力是否到達要求,如達不到要求,可用安全閥進行調節。
5.待壓力達到恆定合乎要求時,再開始加熱蒸餾瓶,精餾單體時,應在蒸餾瓶內加入少許沸石(一般使用油浴,其,難揮發的高沸點物在後階段可高30~50℃)。6.蒸餾結束,先移去熱源,待稍冷些,再同時逐漸打開安全活塞,等壓力計內水銀柱平衡下降時,停止抽氣,等系統內外壓力平衡後,拆下儀器,冼淨。
分子(短程)精餾是指在高真空(>1Pa)條件下,蒸發麵和冷凝面的間距小於或等於被分離物料的蒸汽分子的平均自由程,由蒸發麵逸出的分子,既不與殘餘空氣分子碰撞,自身也不相互碰撞,毫無阻礙地揮發並凝集在冷凝面上的過程。
分子精餾有如下特點:
(1)操作溫度低,分離時並不需要達到操作壓力下的沸點,蒸餾在遠低於常壓沸點的溫度下操作;
(2)非平衡蒸發,從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上,理論上沒有返回到加熱面的可能,為不可逆過程;
(3)操作壓力低,分子精餾器內部壓降極小,可以獲得很高的真空度;
(4)受熱時間短
分子精餾適用於以下物質的分離:
1.低沸點、熱敏性物料的分離。
例;從玫瑰油中提取香料。
2.高沸點、熱敏性物料的分離。
例:魚油乙酯經脫腥、提純和脫色。
3.主產品是不揮發物,餾出物是少量低沸點組分的分離。例辣椒紅色素脫溶劑。
4.常溫下呈固態或粘性很大的物質分離
5.產品與催化劑的分離
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