眾所周知,精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的差別,使液體混合物部分汽化并隨之使蒸氣部分冷凝,從而實(shí)現(xiàn)其所含組分的分離。是一種屬于傳質(zhì)分離的單元操作。那么什么叫蒸餾、什么是分餾、什么又是精餾?
蒸 餾
將液體加熱至沸騰,使液體變?yōu)檎魵?,然后使蒸氣冷卻再凝結(jié)為液體,這兩個(gè)過程的聯(lián)合操作稱為蒸餾。
簡單蒸餾
在一定壓力下,液體混合液在蒸餾釜中加熱,當(dāng)加熱到某一溫度時(shí),液體開始汽化,生成的蒸汽當(dāng)即被引出并繼續(xù)加熱,蒸汽不斷形成并不斷引出,將其冷凝冷卻成液體,將不同組成范圍的餾出液分別導(dǎo)入不同容器貯存,這種操作稱為簡單蒸餾。
簡單蒸餾產(chǎn)品質(zhì)量控制原理
當(dāng)餾出液平均組成或釜?dú)堃航M成降低至某規(guī)定值后(根據(jù)分離任務(wù)而定),停止蒸餾操作。
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(diǎn):處理能力較低,分離效果不高。
適用范圍:只適用于小型粗略分離或作為初步加工。
平衡蒸餾如果將混合液加熱之沸騰,并使汽相與液相保持較長時(shí)間的密切接觸,且汽液兩相達(dá)到平衡狀態(tài),最后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
連續(xù)操作。原料液連續(xù)加入,塔頂、底產(chǎn)品不斷引出。單級。分離罐內(nèi)只出現(xiàn)一次平衡,只能有限分離。穩(wěn)態(tài)。分離罐內(nèi)溫度(t)不變,塔頂、底產(chǎn)品組成(xA、yA)保持不變。
特點(diǎn):只是部分分離,不能滿足高純度的分離要求
適用范圍:只適用于粗略分離或作為初步加工。
掐頭去尾,在蒸酒時(shí),只取第二次換入錫鍋里的涼水冷卻流出的酒,口味最為香醇,稱為“二鍋頭”。
壺式蒸餾鍋1、壺式蒸餾鍋是最古老的蒸餾設(shè)備;
2、主要由預(yù)熱器、蒸餾鍋、蛇形冷凝器三部分組成;
3、整個(gè)鍋體一般由銅制成,原因有四:一是銅導(dǎo)熱性好,二是抗酸性好;三是作催化劑,促成芳香物質(zhì)的合成;
4、是使丁酸、已酸等形成不溶性銅鹽析出,降低蒸餾后酒液的酸性。
蒸餾沸點(diǎn)差別較大的混合液體時(shí),沸點(diǎn)較低者先蒸出,沸點(diǎn)較高的隨后蒸出,不揮發(fā)的留在蒸餾器內(nèi),這樣,可達(dá)到分離和提純的目的。很明顯,蒸餾可將易揮發(fā)和不易揮發(fā)的物質(zhì)分離開來,也可將沸點(diǎn)不同的液體混合物分離開來。但液體混合物各組分的沸點(diǎn)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(qū)別
在蒸餾沸點(diǎn)比較接近的混合物時(shí),各種物質(zhì)的蒸氣將同時(shí)蒸出,只不過低沸點(diǎn)的多一些,故難于達(dá)到分離和提純的目的,只好借助于分餾。
相同點(diǎn)
蒸餾和分餾都是分離液態(tài)混合物的方法。沒有本質(zhì)差別,正是從這個(gè)意義上講,分餾是蒸餾原理的運(yùn)用。蒸餾和分餾都是利用液態(tài)混合物中各成分的沸點(diǎn)不同,通過控制溫度加熱,使一部分物質(zhì)經(jīng)汽化,然后冷凝液化再收集,另一部分還保持原來的狀態(tài)留在原來的裝置中。
區(qū) 別
蒸餾只進(jìn)行一次汽化和冷凝,分離出的物質(zhì)一般較純,例如用天然水制蒸餾水,在工業(yè)酒精中加生石灰后蒸餾得無水乙醇;
分餾要連續(xù)進(jìn)行多次汽化和冷凝,分離出的物質(zhì)依然是混合物
,只不過沸點(diǎn)范圍不同,例如對石油進(jìn)行常減壓分餾+后可以得到沸點(diǎn)范圍不同的多個(gè)餾分。精 餾利用混合物中各組分揮發(fā)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(qū)動(dòng)和相平衡關(guān)系的約束下,使得易揮發(fā)組分(輕組分)不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移,而難揮發(fā)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。
1、原料液連續(xù)地加入精餾塔內(nèi)。
2、連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品(稱為釜?dú)堃海?/p>
3、塔頂蒸汽進(jìn)入全(冷)凝器被全部冷凝,將部分冷凝液用泵(或借重力作用)送回塔頂作為回流液體,其余部分作為塔頂產(chǎn)品(稱為餾出液)采出。
該過程中,傳熱、傳質(zhì)過程同時(shí)進(jìn)行,屬傳質(zhì)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制,在氣相中不斷地增濃,在塔頂獲輕組分產(chǎn)品。在塔內(nèi)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(chǎn)品。
精餾過程與其他蒸餾過程最大的區(qū)別
是在塔兩端同時(shí)提供純度較高的液相和氣相回流,為精餾過程提供了傳質(zhì)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(shí)現(xiàn)高純度的分離時(shí),始終能保證一定的傳質(zhì)推動(dòng)力。所以,只要理論板足夠多,回流足夠大時(shí),在塔頂可能得到高純度的輕組分產(chǎn)品,而在塔底獲得高純度的重組分產(chǎn)品