主頁 > 新聞動態 > 化工特（tè）殊精餾原理的操作方式及解析 2021-11-29

化工特殊精餾原（yuán）理的操作方式（shì）及解析

在特定的條件下,將反應過程與精（jīng）餾過（guò）程進行集成,使（shǐ）反應與精餾在蒸餾設備中同時進行的技術。當待（dài）分類組分之間（jiān）形（xíng）成共沸物或相對揮發度接近1時，用普（pǔ）通精餾是無法實（shí）現分離或是經濟上不合理的。此時，向體（tǐ）係中加入一種適當的新組（zǔ）分（fèn），通過與原體係（xì）中（zhōng）各組分的（de）不同作用，改（gǎi）變組分之間的相對揮發度，使係統（tǒng）變得易於分離，這（zhè）類既加入能量分離劑又加（jiā）入質量（liàng）分離劑的精餾稱為特殊精餾。在特定的條件下,將反應過程與精餾過程進行集成,使（shǐ）反應與精餾在蒸（zhēng）餾設備中同時進（jìn）行的（de）技術。
一、特殊精餾的特點
1.生成產（chǎn）物及時移出反應（yīng）區,對可逆（nì）和複雜反應,化學（xué）平衡向生成物的反應方向移（yí）動,可提高反（fǎn）應的轉（zhuǎn）化率（lǜ）和選擇性；
2.由於生成的產物及時移（yí）出,使得反應（yīng）物總濃度提（tí）高,有利於加快反應速率；
3.利用了反應熱（rè）,降低了精餾過程的能耗（hào）；
4.反應器與精餾塔合二為一,節省了設備投資（zī）；
5.對於某些難分離的體係,可通過（guò）反應精餾使其中某組分進行反應,而將另一組分分離出來。
二、特殊精餾的分類與解析（xī）
特殊精餾可分為水蒸氣精（jīng）餾、恒沸精餾、萃取精餾、反應精餾、加鹽精餾、分子精餾六大類，以下為大家分別解析（xī）各個精餾，內容如（rú）下：
1、水蒸汽精餾的解析與原理（lǐ）
水蒸氣精（jīng）餾（liú）是指有飽和水（shuǐ）蒸氣存在條件下的精餾。水蒸氣精餾的（de）實現隻須在塔釜將水與待分離物係同時加熱（rè）或者直接通入飽和水蒸氣即可。
水蒸氣蒸餾法是分離純化有機化合物的重要（yào）方法之一（yī），它是將水蒸氣通入含有不溶或微溶於（yú）水但有一（yī）定揮（huī）發性的有機物的混合物中，並使之加熱沸騰，使待提（tí）純的有機（jī）物（wù）在低於（yú）100℃的情況下隨（suí）水蒸氣一起（qǐ）被蒸餾出來，從而達到分離提純的目的。

2、恒沸（fèi）精餾的解析與（yǔ）原理
恒沸精（jīng）餾是指若在兩組分（fèn）恒沸液中加人第三組分( 稱為挾帶劑),該組（zǔ）分（fèn）能與原料液中（zhōng）的一（yī）個或兩個組分形成新的恒沸液，從而使（shǐ）原料液能（néng）用（yòng）普通精餾方法分離的精餾操作。恒沸（fèi）精（jīng）餾可分離具有最低恒沸點的溶液、具（jù）有最高恒（héng）沸點的溶液以及揮發度相近的物（wù）係。恒沸精餾（liú）的流程取（qǔ）決於夾帶劑與原有組分所形（xíng）成的恒沸液的性質。在恒沸精餾中,需選擇適宜的夾帶劑。

1）雙組分非均相恒沸精餾
某（mǒu）些雙組分溶液的（de）恒沸物是非均相的，在恒沸（fèi）組成下溶液（yè）可分為兩個具有一定互溶（róng）度的液層，此類混合物的分離毋須加入第三組分而隻要用兩個（gè）塔聯合操作，便可獲得兩個純組分（fèn）。

2）三組分恒沸精餾
如果雙組分溶液A、B的相對揮發度很（hěn）小，或具有均相恒沸物，此時（shí）可加入某種添加劑C（又稱挾帶劑）進行（háng）精餾。此挾帶劑C與（yǔ）原溶（róng）液中的一個或兩個組分形（xíng）成新的恒沸物（AC或ABC），該恒沸物（wù）與純組分（fèn）B（或A）之間的沸（fèi）點差較大，從而可較容易地通（tōng）過精餾獲得純B（或A）。

3）萃取精餾
萃取精（jīng）餾和恒沸（fèi）精（jīng）餾相似（sì），也（yě）是向原（yuán）料液（yè）中加（jiā）入第三組分(稱為（wéi）萃取劑或溶劑)，以改變原有組分間的相對揮發度而得以分離。不同的是，要求萃取劑的沸點較原料液（yè）中各組（zǔ）分的沸（fèi）點高（gāo）很多（duō）,且不與組（zǔ）分形成恒（héng）沸液（yè）。萃（cuì）取精餾常用於分離各組分沸點（diǎn）( 揮發（fā）度) 差別很小的（de）溶液。
萃取精餾的基本原理是利用兩種互不相容的溶劑，把某種（zhǒng）特定的溶（róng）質（zhì）從一種（zhǒng）溶劑中萃取到另外一種溶（róng）劑（jì）中，從而再進行蒸餾這樣的一個過程。

4)反應精餾
反應精餾就是在（zài）進行反應的同時用精餾方法（fǎ）分離出產物的過程。化工生產中，反（fǎn）應和分離兩種（zhǒng）操（cāo）作通常（cháng）分別在兩類（lèi）單獨的設備中進（jìn）行。若能將兩者（zhě）結合起來，在一個設備中同（tóng）時進（jìn）行，將（jiāng）反應（yīng）生成的產物或中間產物及時分離，則可以提高（gāo）產品的收率，同時（shí）又可利用反應熱供產品分離，達（dá）到（dào）節能的目的。
伴有化學反應的精餾（liú）方法,有的用精餾促進反應,有的用反應促進精餾。用精餾促（cù）進（jìn）反應，就是（shì）通過（guò）精餾不斷移走反應的生成物，以提高反應轉化率和收率。如醇加（jiā）酸生成酯和水的酯化反應是一種（zhǒng）可逆反應，將這個反（fǎn）應（yīng）放在精（jīng）餾塔中進行時，一邊（biān）進行化學反應，一邊進行精餾，及時分離出生成物（wù）酯和水（shuǐ）。這樣（yàng）可使反應持續向酯化的方向進行。這種精餾在同一設備內完成化學反應（yīng）和產物的分離，使設備投資和操作（zuò）費用大為降（jiàng）低。

5)加鹽精餾
加（jiā）鹽精餾是向精餾塔頂連（lián）續加入可溶性鹽，以（yǐ）改變組分間（jiān）的（de）相對揮發度，使普（pǔ）通精餾（liú）難以（yǐ）分離的液體混合（hé）物變得易於分離的（de）一種特（tè）殊精餾方法。
加鹽精餾的原理和萃取（qǔ）精餾相（xiàng）似，隻是添加劑用不揮發的可溶（róng）性鹽。對鹽在其中溶解度較大的組分，它的分子與鹽分子之間的作（zuò）用（yòng）力較大，揮發度降低的（de）程度（dù）也較大；反之溶解度較低的組分，揮發度降低的程度（dù）也較低。因此，相對揮發度比未加鹽時顯著增大，從（cóng）而有利於采用蒸餾的方法予以分離。對（duì）一些能夠（gòu）形（xíng）成恒沸（fèi）物的溶液，加鹽使相對揮發（fā）度（dù）發生變化，能夠使（shǐ）恒沸（fèi）物的組成改變或消除恒沸物，從（cóng）而使分離容（róng）易進行。

6)分子精餾
分子（zǐ）蒸餾是一種在高真空下操作的蒸（zhēng）餾方法，這時蒸氣分（fèn）子的平（píng）均自（zì）由（yóu）程大於蒸發表麵與冷凝表麵之間的距離，從而可（kě）利用料液中各組分蒸發速率的差異，對（duì）液體混合物進行分離。
分（fèn）子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術，它不同於傳統蒸餾依靠沸點差分離（lí）原理，而是靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現分離。
物料（liào）從蒸發器的（de）頂部加入，經轉子上的（de）料液分布器將其連續均勻（yún）地（dì）分布在加（jiā）熱麵上，隨即刮膜器將料液（yè）刮成一層極薄、呈湍流狀的液膜，並以（yǐ）螺旋狀向下推進（jìn）。在此過程中，從加熱麵上逸出的輕分子，經過短的路線和幾（jǐ）乎（hū）未經碰（pèng）撞就到內置冷凝器上冷（lěng）凝成液，並沿冷凝器（qì）管流下，通過（guò）位於蒸發器底（dǐ）部的（de）出料（liào）管排出；殘液即重分子在（zài）加熱區下的圓（yuán）形通道中收集，再通過側麵的出料管中流出。

三、教學設備的推薦與介（jiè）紹

MYHG-07B 特殊精餾實驗（yàn）裝置

一、特殊精餾實驗裝置,特殊精餾實驗設備,特殊（shū）精餾實（shí）驗台（tái）實驗（yàn）目的：熟悉精（jīng）餾單元操作過程的設（shè）備與（yǔ）流程（chéng），學習精餾塔效率的（de）測定方法，適用於常（cháng）壓、加壓和減壓精餾等特殊精餾。

技術指標（biāo）	說明
裝置特點	1.利用特殊精餾實（shí）驗（yàn）裝置（zhì）,特殊精餾實驗設備（bèi）,特殊精（jīng）餾實（shí）驗台，可以（yǐ）實現普通精餾操作，也可實現反應精餾；既可實現連續操（cāo）作，又可進行間歇操作；既可（kě）采用分相（xiàng）回（huí）流，又可采用混相回流。 2.反應精餾既服從質量作用定律又服從相平（píng）衡規律，適於進行可逆平衡反應和異（yì）構體的分離。實驗體係（xì）為乙酸（suān）乙酯（zhǐ）的製備。在塔（tǎ）身上部某位置加入帶有酸催化劑的醋酸，塔身下部某位置加入乙醇。 3.玻（bō）璃塔外壁采用透明（míng）導（dǎo）電膜保溫抵抗（kàng）熱損失，塔內可裝（zhuāng）填（tián）不同的填料。 4.塔體留有側線進、出口，可供進、出料和取樣、測溫用。 5.集約（yuē）化控製，智能化測、控溫，操作方便易（yì）行。
裝置功能	1、熟悉精餾單元操作過（guò）程（chéng）的設備與流程。 2、掌握反應精（jīng）餾的原（yuán）理及操作。 3、學習精（jīng）餾塔（tǎ）效率的測定方法。
主要配置	玻璃精餾塔、冷（lěng）凝器、再沸器、預熱（rè）器、蠕動泵、溫度控製儀、溫度顯示（shì）儀、流量計、不鏽鋼框架、控製屏。
公用設施	水（shuǐ）：裝置需冷卻水，自帶和（hé）自來水管相連的接口。自來水通過裝置接口進入塔頂的冷凝器後排出。液：裝置自帶（dài）玻璃高位（wèi）槽。實驗時經流量計進入精餾塔釜。電：電（diàn）壓（yā）AC220V，功率2KW，標準單相三線製。
技術（shù）參數	1、精（jīng）餾塔塔徑φ25mm，塔高1400mm，材質為玻璃塔（tǎ）結（jié）構（gòu），塔內填裝φ3x 3 mm不鏽鋼θ網環型填料。塔釜為三口燒瓶，容積1000ml，塔外壁鍍（dù）有（yǒu）金（jīn）屬（shǔ）保溫膜，通電加熱保溫，功率：300W。 2、塔釜加熱：塔釜置於（yú）1000W電（diàn）熱包中。采用電壓控製（zhì）器控製釜溫。 3、250ml高位（wèi）玻璃加料瓶，LZB--2轉子（zǐ）流（liú）量計：流量範圍1.6～16ml/min ，數量2套。 4、溫度控製及儀表：3個數顯溫度控製儀，量程：0-150℃；溫度誤差≤2℃。 5、塔頂冷（lěng）凝器為蛇管冷凝器，塔頂冷凝液體的回流采用擺動式回流比控製器操作。此控製係統由（yóu）塔頭上擺錘、電（diàn）磁鐵線（xiàn）圈、回流比計數器等儀表組成。 6、各項操作及溫度、回流比、流量的顯（xiǎn）示、調節、控製全在控製屏麵板進行。 7、框架為304不鏽鋼材質，結構緊湊，外（wài）形美觀（guān），流程簡單、操作方便。 8、外（wài）形尺寸：1200×500×2100mm（長×寬×高），外形為可（kě）移動式設計，帶3寸雙刹車輪。
測控組成	變量	檢測機構	顯示機構	執行機構
	流量	轉子流量計	轉子（zǐ）流量計	手動調節
	回流比	回流比繼（jì）電器	回流（liú）比控製顯（xiǎn）示儀	回流（liú）比控製顯示儀
	塔節溫度	PT100鉑電阻（zǔ）	數字溫度儀表	無
	塔頂溫度	PT100鉑電阻	數字溫度儀表	無
	塔釜（fǔ）溫度	PT100鉑電阻	數字溫度控製（zhì）儀	固態調壓（yā）模塊
數字（zì）型特殊精餾（liú）實驗裝置,特（tè）殊精餾實驗設備,特殊（shū）精餾實驗台（計（jì）算機用戶自配）
測控組成	變（biàn）量	檢（jiǎn）測機構	顯示機構	執行機構
	流量	轉子流（liú）量計	轉子流量計	手動調節
	回流比	回（huí）流比繼電（diàn）器	回流比控製顯示儀，精度：0.5%FS	回流（liú）比控製顯示儀
	塔節溫度	PT100鉑電阻	數字（zì）溫度儀表，精度：0.5%FS	無
	塔頂溫度	PT100鉑電阻	數字溫度（dù）儀表，精度：0.5%FS	無
	塔釜溫度	PT100鉑（bó）電（diàn）阻（zǔ）	數字溫（wēn）度控製儀（yí），精度：0.5%FS	固態調壓模（mó）塊（kuài）
軟件組成	特殊精餾實驗裝置,特殊精餾實驗設備,特殊精餾（liú）實驗台模擬模塊：高達16位分辨率，內建RS485通訊模式；功能：溫（wēn）度、回流比等模擬量信號采集，配數據采集軟件一套，在線工業組態軟件一套

四、總結
通（tōng）過對於資料的（de）學（xué）習，我了解到特殊精（jīng）餾並不是完全（quán）背（bèi）離精餾原理的一種技術，而是在普通精餾的基礎上，通過添加物（wù）料或者改變（biàn）反應的外界條件來對其進行改進的（de）一種（zhǒng）技術。而現（xiàn）今特殊精餾已經完全應（yīng）用於實際（jì）的生（shēng）產過程中，除了我上麵提到的，還有真空精餾技術（shù）在提純對甲基苯乙酮中的（de）應用、回收高濃度丙酮（tóng）的技術（shù），這（zhè）些技術不但降低（dī）了汙染，還提高了（le）我們（men）對於某些產物的利用度，減少了物資的（de）消耗（hào）。
隨著醫學技術、生物技術（shù）、中藥產業化和環境化工等領域的不斷發展和（hé）興起,人們對產品純度的要求（qiú）越來越高,對蒸餾技術（shù）提出了很多新的要求(低能（néng）耗、無汙染、高純度等) 。人們關注的（de）熱點也已轉向解決普通精餾過程無法分離（lí）的（de）問（wèn）題,通過特殊精餾手段通過改（gǎi）變物係的性（xìng）質,使組分得（dé）以分離，這種技術（shù）勢必（bì）越來越受到人們的（de）重視。未來，特殊精餾技術的研究將逐步由宏觀向（xiàng）微觀、由整（zhěng）體平均向局部瞬態發展；研（yán）究目（mù）標將由現象描述向過（guò）程機理轉移;研究手段也將逐步高技術化,用計算機輔（fǔ）助程序來研究混合物的分離將一直是研（yán）究的熱點;研究方（fāng）法（fǎ）也將由傳統理論（lùn）向多學科交叉方麵開拓。

化工特殊精餾原（yuán）理的操作方式（shì）及解析

MYHG-07B 特殊精餾實驗（yàn）裝置

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