眾所周知,精餾是利用液體混合物中各組分揮發度的差別,使液體混合物部分汽化並隨之使蒸氣部分冷凝,從而實現其所含組分的分離。是一種屬於傳質分離的單元操作。那麼什麼叫蒸餾、什麼是分餾、什麼又是精餾?
蒸餾
將液體加熱至沸騰,使液體變為蒸氣,然後使蒸氣冷卻再凝結為液體,這兩個過程的聯合操作稱為蒸餾。
1.簡單蒸餾
信息來源:博斯夫石化工程
在一定壓力下,液體混合液在蒸餾釜中加熱,當加熱到某一溫度時,液體開始汽化,生成的蒸汽當即被引出並繼續加熱,蒸汽不斷形成並不斷引出,將其冷凝冷卻成液體,將不同組成範圍的餾出液分別導入不同容器貯存,這種操作稱為簡單蒸餾。
簡單蒸餾產品質量控制原理
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當餾出液平均組成或釜殘液組成降低至某規定值後(根據分離任務而定),停止蒸餾操作。
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在一批操作中,餾出液可分段收集,以得到不同組成(或組分)的餾出液。
特點:處理能力較低,分離效果不高。
適用範圍:只適用於小型粗略分離或作為初步加工。
2.平衡蒸餾
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如果將混合液加熱之沸騰,並使汽相與液相保持較長時間的密切接觸,且汽液兩相達到平衡狀態,最後再將兩相移入分離器分離,這種操作稱為平衡蒸餾。
平衡蒸餾操作說明
特點:只是部分分離,不能滿足高純度的分離要求
適用範圍:只適用於粗略分離或作為初步加工。
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掐頭去尾,在蒸酒時,只取第二次換入錫鍋裡的涼水冷卻流出的酒,口味最為香醇,稱為「二鍋頭」。
3.最古老的蒸餾設備
信息來源:博斯夫石化工程
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壺式蒸餾鍋資料圖
蒸餾沸點差別較大的混合液體時,沸點較低者先蒸出,沸點較高的隨後蒸出,不揮發的留在蒸餾器內,這樣,可達到分離和提純的目的。很明顯,蒸餾可將易揮發和不易揮發的物質分離開來,也可將沸點不同的液體混合物分離開來。但液體混合物各組分的沸點必須相差很大(至少30℃以上)才能得到較好的分離效果。
分餾、蒸餾的區別
在蒸餾沸點比較接近的混合物時,各種物質的蒸氣將同時蒸出,只不過低沸點的多一些,故難於達到分離和提純的目的,只好藉助於分餾。
相同:
差別:
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精餾過程與其他蒸餾過程最大的區別
利用混合物中各組分揮發能力的差異,通過液相和氣相的回流,使氣、液兩相逆向多級接觸,在熱能驅動和相平衡關係的約束下,使得易揮發組分(輕組分)不斷從液相往氣相中轉移,而難揮發組分卻由氣相向液相中遷移,使混合物得到不斷分離,稱該過程為精餾。
信息來源:博斯夫石化工程
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該過程中,傳熱、傳質過程同時進行,屬傳質過程控制。在精餾段,氣相在上升的過程中,氣相輕組分不斷得到精製,在氣相中不斷地增濃,在塔頂獲輕組分產品。在塔內氣液兩相組分濃度沿塔高呈階梯變化。在提餾段,其液相在下降的過程中,其輕組分不斷地提餾出來,使重組分在液相中不斷地被濃縮,在塔底獲得重組分的產品。
精餾過程與其他蒸餾過程最大的區別
是在塔兩端同時提供純度較高的液相和氣相回流,為精餾過程提供了傳質的必要條件。提供高純度的回流,使在相同理論板的條件下,為精餾實現高純度的分離時,始終能保證一定的傳質推動力。所以,只要理論板足夠多,回流足夠大時,在塔頂可能得到高純度的輕組分產品,而在塔底獲得高純度的重組分產品。