天津北洋勵(lì)興實(shí)驗(yàn)室常壓連續(xù)精餾裝置
精餾通常在精餾塔中進(jìn)行，氣液兩相通過逆流接觸，進(jìn)行相際傳熱傳質(zhì)。液相中的易揮發(fā)組分進(jìn)入氣相，氣相中的難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相，于是在塔頂可得到幾乎純的易揮發(fā)組分，塔底可得到幾乎純的難揮發(fā)組分。料液從塔的中部加入，進(jìn)料口以上的塔段，把上升蒸氣中易揮發(fā)組分進(jìn)一步增濃，稱為精餾段;進(jìn)料口以下的塔段，從下降液體中提取易揮發(fā)組分，稱為提餾段。從塔頂引出的蒸氣經(jīng)冷凝，一部分凝液作為回流液從塔頂返回精餾塔，其余餾出液即為塔頂產(chǎn)品。塔底引出的液體經(jīng)再沸器部分氣化，蒸氣沿塔上升，余下的液體作為塔底產(chǎn)品。塔頂回流入塔的液體量與塔頂產(chǎn)品量之比稱為回流比，其大小會(huì)影響精餾操作的分離效果和能耗。
天津北洋勵(lì)興實(shí)驗(yàn)室常壓連續(xù)精餾裝置
分類
根據(jù)操作方式，精餾可分為連續(xù)精餾和間歇精餾;根據(jù)混合物的組分?jǐn)?shù)，可分為二元精餾和多元精餾;根據(jù)是否在混合物中加入影響氣液平衡的添加劑，可分為普通精餾和特殊精餾(包括萃取精餾、恒沸精餾和加鹽精餾)。若伴有化學(xué)反應(yīng)，則稱為反應(yīng)精餾。在有色金屬冶金中，精餾成功地用于粗鋅的精煉。工業(yè)上還常將金屬轉(zhuǎn)變?yōu)槁然锶缓蠼?jīng)精餾
設(shè)備與工藝
雙組分混合液的分離是簡(jiǎn)單的精餾操作。典型的精餾設(shè)備是連續(xù)精餾裝置(圖1)，包括精餾塔、再沸器、冷凝器等。精餾塔供汽液兩相接觸進(jìn)行相際傳質(zhì)，位于塔頂?shù)睦淠魇拐魵獾玫讲糠掷淠?/span>,部分凝液作為回流液返回塔頂,其余餾出液是塔頂產(chǎn)品。
1.再沸器 2. 精餾塔 3. 塔板4. 進(jìn)料預(yù)熱器 5. 冷凝器6.塔頂產(chǎn)品冷卻器 7. 塔底產(chǎn)品冷卻器
位于塔底的再沸器使液體部分汽化，蒸氣沿塔上升，余下的液體作為塔底產(chǎn)品。進(jìn)料加在塔的中部,進(jìn)料中的液體和上塔段來的液體一起沿塔下降，進(jìn)料中的蒸氣和下塔段來的蒸氣一起沿塔上升。在整個(gè)精餾塔中，汽液兩相逆流接觸，進(jìn)行相際傳質(zhì)。液相中的易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相，汽相中的難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相。對(duì)不形成恒沸物的物系，只要設(shè)計(jì)和操作得當(dāng)，餾出液將是高純度的易揮發(fā)組分，塔底產(chǎn)物將是高純度的難揮發(fā)組分。進(jìn)料口以上的塔段，把上升蒸氣中易揮發(fā)組分進(jìn)一步提濃，稱為精餾段;進(jìn)料口以下的塔段，從下降液體中提取易揮發(fā)組分，稱為提餾段。兩段操作的結(jié)合，使液體混合物中的兩個(gè)組分較*地分離，生產(chǎn)出所需純度的兩種產(chǎn)品。當(dāng)使n組分混合液較*地分離而取得n個(gè)高純度單組分產(chǎn)品時(shí)，須有n-1個(gè)塔。
精餾之所以能使液體混合物得到較*的分離，關(guān)鍵在于回流的應(yīng)用?；亓靼ㄋ敻邼舛纫讚]發(fā)組分液體和塔底高濃度難揮發(fā)組分蒸氣兩者返回塔中。汽液回流形成了逆流接觸的汽液兩相，從而在塔的兩端分別得到相對(duì)純凈的單組分產(chǎn)品。塔頂回流入塔的液體量與塔頂產(chǎn)品量之比，稱為回流比，它是精餾操作的一個(gè)重要控制參數(shù)，它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗。
操作評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)精餾操作的主要指標(biāo)是:①產(chǎn)品的純度。板式塔中的塔板數(shù)或填充塔中填料層高度，以及料液加入的位置和回流比等，對(duì)產(chǎn)品純度均有一定影響。調(diào)節(jié)回流比是精餾塔操作中用來控制產(chǎn)品純度的主要手段。②組分回收率。這是產(chǎn)品中組分含量與料液中組分含量之比。③操作總費(fèi)用。主要包括再沸器的加熱費(fèi)用、冷凝器的冷卻費(fèi)用和精餾設(shè)備的折舊費(fèi)，操作時(shí)變動(dòng)回流比，直接影響前兩項(xiàng)費(fèi)用。此外，即使同樣的加熱量和冷卻量，加熱費(fèi)用和冷卻費(fèi)用還隨著沸騰溫度和冷凝溫度而變化，特別當(dāng)不使用水蒸氣作為加熱劑或者不能用空氣或冷卻水作為冷卻劑時(shí)，這兩項(xiàng)費(fèi)用將大大增加。選擇適當(dāng)?shù)牟僮鲏毫Γ袝r(shí)可避免使用高溫加熱劑或低溫冷卻劑(或冷凍劑)，但卻增添加壓或抽真空的操作費(fèi)用。
