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技术交流

蒸馏、分馏、精馏还是分不清楚?这些原理图片非常直观!

摘自  煤化工114论坛 

众所周知,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的差别,使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝,从而实现其所含组分的分离。是一种属于传质分离的单元操作。那么什么叫蒸馏、什么是分馏、什么又是精馏?

蒸馏

将液体加热至沸腾,使液体变为蒸气,然后使蒸气冷却再凝结为液体,这两个过程的联合操作称为蒸馏

1.简单蒸馏

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在一定压力下,液体混合液在蒸馏釜中加热,当加热到某一温度时,液体开始汽化,生成的蒸汽当即被引出并继续加热,蒸汽不断形成并不断引出,将其冷凝冷却成液体,将不同组成范围的馏出液分别导入不同容器贮存,这种操作称为简单蒸馏

简单蒸馏产品质量控制原理

 

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当馏出液平均组成或釜残液组成降低至某规定值后(根据分离任务而定),停止蒸馏操作。

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在一批操作中,馏出液可分段收集,以得到不同组成(或组分)的馏出液。

特点:处理能力较低,分离效果不高。

适用范围:只适用于小型粗略分离或作为初步加工。

 

2.平衡蒸馏

 

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如果将混合液加热之沸腾,并使汽相与液相保持较长时间的密切接触,且汽液两相达到平衡状态,最后再将两相移入分离器分离,这种操作称为平衡蒸馏

平衡蒸馏操作说明

连续操作。原料液连续加入,塔顶、底产品不断引出。

单级。分离罐内只出现一次平衡,只能有限分离。

稳态。分离罐内温度(t)不变,塔顶、底产品组成(xAyA)保持不变。

 

特点:只是部分分离,不能满足高纯度的分离要求

适用范围:只适用于粗略分离或作为初步加工。

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掐头去尾,在蒸酒时,只取第二次换入锡锅里的凉水冷却流出的酒,口味最为香醇,称为“二锅头”。 

3.最古老的蒸馏设备

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壶式蒸馏锅资料图

 

壶式蒸馏锅是最古老的蒸馏设备;

主要由预热器、蒸馏锅、蛇形冷凝器三部分组成;

整个锅体一般由铜制成,原因有四:一是铜导热性好,二是抗酸性好;三是作催化剂,促成芳香物质的合成;

是使丁酸、已酸等形成不溶性铜盐析出,降低蒸馏后酒液的酸性。

 

蒸馏沸点差别较大的混合液体时,沸点较低者先蒸出,沸点较高的随后蒸出,不挥发的留在蒸馏器内,这样,可达到分离和提纯的目的。很明显,蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来,也可将沸点不同的液体混合物分离开来。但液体混合物各组分的沸点必须相差很大(至少30℃以上)才能得到较好的分离效果。

 

分馏、蒸馏的区别

在蒸馏沸点比较接近的混合物时,各种物质的蒸气将同时蒸出,只不过低沸点的多一些,故难于达到分离和提纯的目的,只好借助于分馏

相同:

蒸馏和分馏都是分离液态混合物的方法。没有本质差别,正是从这个意义上讲,分馏是蒸馏原理的运用。 

蒸馏和分馏都是利用液态混合物中各成分的沸点不同,通过控制温度加热,使一部分物质经汽化,然后冷凝液化再收集,另一部分还保持原来的状态留在原来的装置中。

差别:

蒸馏只进行一次汽化和冷凝,分离出的物质一般较纯,例如用天然水制蒸馏水,在工业酒精中加生石灰后蒸馏得无水乙醇;

分馏要连续进行多次汽化和冷凝,分离出的物质依然是混合物,只不过沸点范围不同,例如对石油进行常减压分馏后可以得到沸点范围不同的多个馏分。

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精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别

利用混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流,使气、液两相逆向多级接触,在热能驱动和相平衡关系的约束下,使得易挥发组分(轻组分)不断从液相往气相中转移,而难挥发组分却由气相向液相中迁移,使混合物得到不断分离,称该过程为精馏。

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原料液连续地加入精馏塔内。

连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品(称为釜残液)。

塔顶蒸汽进入全(冷)凝器被全部冷凝,将部分冷凝液用泵(或借重力作用)送回塔顶作为回流液体,其余部分作为塔顶产品(称为馏出液)采出。 

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该过程中,传热、传质过程同时进行,属传质过程控制在精馏段,气相在上升的过程中,气相轻组分不断得到精制,在气相中不断地增浓,在塔顶获轻组分产品。在塔内气液两相组分浓度沿塔高呈阶梯变化。在提馏段,其液相在下降的过程中,其轻组分不断地提馏出来,使重组分在液相中不断地被浓缩,在塔底获得重组分的产品。

精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别

是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流,为精馏过程提供了传质的必要条件。提供高纯度的回流,使在相同理论板的条件下,为精馏实现高纯度的分离时,始终能保证一定的传质推动力。所以,只要理论板足够多,回流足够大时,在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品,而在塔底获得高纯度的重组分产品。


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