蒸 馏---------基本概念和基本原理(0)
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分子蒸馏技术的原理和应用分子蒸馏技术简介分子蒸馏是一项较新的尚未广泛应用于产业化生产的分离技术,能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的题目。
分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术,能在极高真空下操纵,它依据分子运动均匀自由程的差别,能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离,特别适用于高沸点、热敏性及易氧化物系的分离。
由于其具有蒸馏温度低于物料的沸点、蒸馏压强低、受热时间短、分离程度高等特点,因而能大大降低高沸点物料的分离本钱,极好地保护了热敏性物质的特点品质,该项技术用于纯自然保健品的提取,可摆脱化学处理方法的束缚,真正保持了纯自然的特性,使保健产品的质量迈上一个新台阶。
分子蒸馏技术,作为一种对高沸点、热敏性物料进行有效的分离手段,自本世纪三十年代出现以来,得到了世界各国的重视。
到本世纪六十年代,为适应浓缩鱼肝油中维生素A的需要,分子蒸馏技术得到了规模化的产业应用。
在日、美、英、德、苏相继设计制造了多套分子蒸馏装置,用于浓缩维生素A,但当时由于各种原因,应用面太窄,发展速度很慢。
但是,在过往地三十多年中,人们一直在不断地重视着这项新的液-液分离技术的发展,对分离装置精益求精、完善,对应用领域不断探索、扩展,因而一直有新的专利和新的应用出现。
特别是从八十年代末以来,随着人们对自然物质的青睐,回回自然潮流的兴起,分子蒸馏技术得到了迅速的发展。
对分子蒸馏的设备,各国研制的形式多种多样。
发展至今,大部分已被淘汰,目前应用较广的为离心薄膜式和转子刮膜式。
这两种形式的分离装置,也一直在精益求精和完善,特别是针对不同的产品,其装置结构与配套设备要有不同的特点,因此,就分子蒸馏装置本身来说,其开发研究的内容尚十分丰富。
在应用领域方面,国外已在数种产品中进行产业化生产。
特别是近几年来在自然物质的提取方面应用较为突出,如:从鱼油中提取EPA与DHA、从植物油中提取自然维生素E等。
另外,在精细化工中间体方面的提取和分离,品种也越来越多。
蒸馏––––基本概念和基本原理利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。
这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。
对于均相物系,必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。
蒸馏操作采用改变状态参数的办法(如加热和冷却)使混合物系内部产生出第二个物相(气相);吸收操作中则采用从外界引入另一相物质(吸收剂)的办法形成两相系统。
一、两组分溶液的气液平衡1.拉乌尔定律理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律:p A=p A0x A p B=p B0x B=p B0(1—x A)根据道尔顿分压定律:p A=Py A而P=p A+p B则两组分理想物系的气液相平衡关系:x A=(P—p B0)/(p A0—p B0)———泡点方程y A=p A0x A/P———露点方程对于任一理想溶液,利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成;反之,已知一相组成,可求得与之平衡的另一相组成和温度(试差法)。
2.用相对挥发度表示气液平衡关系溶液中各组分的挥发度v可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示,即v A=p A/x A v B=p B/x B溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。
其表达式有:α=v A/v B=(p A/x A)/(p B/x B)=y A x B/y B x A对于理想溶液:α=p A0/p B0气液平衡方程:y=αx/[1+(α—1)x]Α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。
α愈大,挥发度差异愈大,分离愈易;α=1时不能用普通精馏方法分离。
3.气液平衡相图(1)温度—组成(t-x-y)图该图由饱和蒸汽线(露点线)、饱和液体线(泡点线)组成,饱和液体线以下区域为液相区,饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区,两曲线之间区域为气液共存区。
气液两相呈平衡状态时,气液两相温度相同,但气相组成大于液相组成;若气液两相组成相同,则气相露点温度大于液相泡点温度。
能否简要解释一下蒸馏的工作原理?一、蒸馏的基本原理蒸馏的基本原理是根据不同物质的沸点差异来实施分离。
在液体混合物加热至沸腾时,每种物质都会根据其不同的沸点逐渐转化为气态。
然后,这些气体通过蒸发、冷凝和收集等过程,完成物质的分离与纯化。
二、常见蒸馏方式1. 简单蒸馏:适用于只有两种成分且沸点差异较大的液体混合物。
通过加热混合物,其中沸点较低的物质首先转化为气态,然后经冷凝器冷凝收集。
- 蒸发:液体加热至沸点,其中易挥发的物质分子获得足够的能量,进入气态。
- 冷凝:将气态物质冷却,使其重新转化为液体状态。
- 收集:分离出的纯净物质通过收集装置进行收集。
2. 精馏蒸馏:适用于沸点差异较小的液体混合物。
通过在简单蒸馏的基础上加装回流冷凝器,不断循环使混合物蒸发与冷凝,增加分离效果。
- 回流冷凝器:冷凝器后,将一部分液体回流至蒸馏容器中,从而使混合物经过多次蒸发和冷凝,增加纯度。
- 分馏塔:通过塔板设置,有效增加液体气化和冷凝的次数,提高分离效果。
三、蒸馏的应用蒸馏广泛应用于石油、化工、食品等行业中,具有以下几个方面的重要应用:1. 石油蒸馏:石油在蒸馏塔中通过分馏的方式分解为不同沸点的石油馏分,如汽油、柴油等,以满足不同需求。
2. 酒精制备:蒸馏是酒精制备过程中的关键步骤,通过蒸馏可以分离出酒精和其他杂质。
3. 水处理:蒸馏可以将含有盐和其他杂质的水转化为纯净水,常见于实验室和工业生产中。
总结:蒸馏作为一种常见的物质分离技术,通过利用不同物质的沸点差异,完成了液体混合物的分离与纯化。
在实际应用中,蒸馏有多种不同的方式,如简单蒸馏和精馏蒸馏。
并且蒸馏广泛应用于石油、化工、食品等行业中,为实验室和工业生产提供了重要的技术支持。
通过蒸馏,我们可以得到纯净的物质,从而满足不同领域的需求。
蒸馏的原理与应用实例1. 蒸馏的基本原理蒸馏是一种常用的分离和纯化混合物的方法。
其基本原理是根据物质在不同温度下的沸点差异来将混合物中的组分分离。
通过加热混合物,使其中沸点较低的组分先蒸发,然后将蒸汽冷凝回液体形式,从而得到高纯度的目标物质。
蒸馏过程中主要包括以下几个步骤: - 加热混合物,使其中的组分蒸发; - 将蒸汽冷凝为液体; - 收集冷凝液。
蒸馏可分为简单蒸馏和精馏两种类型。
简单蒸馏适用于沸点差异较大的组分分离,而精馏适用于沸点差异较小的组分分离。
2. 蒸馏的应用实例2.1 石油精炼蒸馏在石油精炼中起着重要作用。
原油中含有多种不同沸点的碳氢化合物,通过蒸馏可以将其分离为不同馏分。
在石油精炼过程中,将原油进行加热,使沸点较低的组分先蒸发,然后通过冷凝收集各个馏分。
常见的石油馏分包括汽油、柴油、航空煤油等。
2.2 酒精提纯蒸馏也常用于对酒精的提纯。
在酒精发酵过程中,会产生一些杂质和水分。
通过蒸馏,可以将酒精与水等杂质分离,得到高纯度的酒精。
蒸馏过程中,酒精的沸点较低,因此先蒸发;而水的沸点较高,会在较后的阶段蒸发。
2.3 盐水淡化蒸馏也可以用于盐水淡化的过程中。
盐水淡化是一种将海水中的盐分去除,得到淡水的方法。
在盐水淡化过程中,先通过加热将海水蒸发,然后将蒸汽冷凝成淡水。
这种方法可以有效地解决淡水资源短缺的问题。
2.4 香精提取蒸馏还常用于香精的提取过程中。
许多天然植物中含有香气物质,通过蒸馏可以将这些香气物质提取出来。
在蒸馏过程中,将植物材料与水一起加热,使香气物质蒸发,然后将蒸汽冷凝为液体,得到香精。
3. 总结蒸馏是一种常用的分离和纯化混合物的方法。
其基本原理是根据物质在不同温度下的沸点差异来将混合物分离。
蒸馏在石油精炼、酒精提纯、盐水淡化和香精提取等方面有着广泛的应用。
通过加热混合物,并将蒸汽冷凝,可以有效地分离和提取目标物质,得到高纯度的产物。
蒸馏与分馏实验报告(共8篇)蒸馏与分馏实验报告实验一蒸馏与分馏一、实验目的1. 掌握普通蒸馏、分馏的原理和操作方法,了解其意义。
2. 学习安装仪器的基本方法。
3. 学会用常量法测定液态物质的沸点。
二、基本原理蒸馏liquidgasliquid(纯)分馏1、蒸馏(1)什么是沸点:AliquidBgasliquid(A)每种纯液态有机物在一定的压力下具有固定的沸点,当液态有机物受热时,蒸气压增大,待蒸气压达到大气压或所给定的压力时,即P蒸=P外,液体沸腾,这时的温度称为液体的沸点。
(2)液—气—液的过程蒸馏就是将液态物质加热到沸腾变为蒸气,又将蒸气冷凝为液体这两个过程的联合操作。
如果将某液体混合物(内含两种以上的物质,这几种物质沸点相差较大,一般大于30℃)进行蒸馏,那么沸点较低者先蒸出,沸点较高者后蒸出,不挥发的组分留在蒸馏瓶内,这样就可以达到分离和提纯的目的。
纯液态有机物在蒸馏过程中沸点变化范围很小(一般0.5-1.0℃)。
根据蒸馏所测定的沸程, 可以判断该液体物质的纯度。
归纳起来,蒸馏的意义有以下三个方面:①分离和提纯液态有机物。
②测出某纯液态物质的沸程,如果该物质为未知物,那么根据所测得的沸程数据,查物理常数手册,可以知道该未知物可能是什么物质。
③根据所测定的沸程可以判断该液态有机物的纯度。
2、分馏普通蒸馏只能分离和提纯沸点相差较大的物质,一般至少相差30℃以上才能得到较好的分离效果。
对沸点较接近的混合物用普通蒸馏法就难以分开。
虽经多次的蒸馏可达到较好的分离效果,但操作比较麻烦,损失量也很大。
在这种情况下,应采取分馏法来提纯该混合物。
分馏的基本原理与蒸馏相类似,所不同的是在装置上多一个分馏柱,使气化、冷凝的过程由一次变为多次。
简单地说,分馏就是多次蒸馏。
分馏就是利用分馏柱来实现这“多次重复”的蒸馏过程。
当混合物的蒸气进入分馏柱时,由于柱外空气的冷却,蒸气中高沸点的组分易被冷凝,所以冷凝液中就含有较多高沸点物质,而蒸气中低沸点的成分就相对地增多。
蒸馏的原理及操作和注意事项蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用的方法。
通过蒸馏还可以测出化合物的沸点,所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。
一、蒸馏原理液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向,这种倾向随着温度的升高而增大,即液体在一定温度下具有一定的蒸气压,当其温度达到沸点时,也即液体的蒸气压等于外压时(达到饱和蒸气压),就有大量气泡从液体内部逸出,即液体沸腾。
一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。
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。
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。
(液体混合物各组分的沸点必须相差很大,至少30o C以上才能达到较好的分离效果)。
纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。
但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物(或恒沸混合物),他们也有一定的沸点(高于或低于其中的每一组分)。
因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。
一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用:假如杂质是不挥发的,溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高(但在蒸馏时,实际上测量的并不是溶液的沸点,而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度,即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点);若杂质是挥发性的,则蒸馏时液体的沸点会逐渐上升;或者由于组成了共沸混合物,在蒸馏过程中温度可保持不变,停留在某一范围内。
二、蒸馏操作1. 蒸馏装置及安装最简单的蒸馏装置,如图28所示。
常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
蒸馏液体沸点在140o C以下时,用直形冷凝管;蒸馏液体沸点在140o C 以上时,由于用水冷凝管温差大,冷凝管容易爆裂,故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可达到冷却目的。
蒸馏易吸潮的液体时,在接液管的支管处应连一干燥管;蒸馏易燃的液体时,在接液管的支管处接一胶管通入水槽,并将接受瓶在冰水浴中冷却。
蒸馏的原理及操作和考前须知蒸馏是提纯液体物质和别离混合物的一种常用的方法。
通过蒸馏还可以测出化合物的沸点,所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。
一、蒸馏原理液体的分子由于分子运动有从外表逸出的倾向,这种倾向随着温度的升高而增大,即液体在一定温度下具有一定的蒸气压,当其温度到达沸点时,也即液体的蒸气压等于外压时〔到达饱和蒸气压〕,就有大量气泡从液体内部逸出,即液体沸腾。
一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏别离的根底。
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。
很明显,蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质别离开来,也可将沸点不同的液体混合物别离开来。
〔液体混合物各组分的沸点必须相差很大,至少30o C以上才能到达较好的别离效果〕。
纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。
但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物〔或恒沸混合物〕,他们也有一定的沸点〔高于或低于其中的每一组分〕。
因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。
一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用:假设杂质是不挥发的,溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高〔但在蒸馏时,实际上测量的并不是溶液的沸点,而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度,即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点〕;假设杂质是挥发性的,那么蒸馏时液体的沸点会逐渐上升;或者由于组成了共沸混合物,在蒸馏过程中温度可保持不变,停留在某一范围内。
二、蒸馏操作1. 蒸馏装置及安装最简单的蒸馏装置,如图28所示。
常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。
蒸馏液体沸点在140o C以下时,用直形冷凝管;蒸馏液体沸点在140o C 以上时,由于用水冷凝管温差大,冷凝管容易爆裂,故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可到达冷却目的。
蒸馏易吸潮的液体时,在接液管的支管处应连一枯燥管;蒸馏易燃的液体时,在接液管的支管处接一胶管通入水槽,并将接受瓶在冰水浴中冷却。
数据三步蒸馏法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在当今信息爆炸的时代,数据已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
数据的重要性无处不在,从个人生活到商业决策,都离不开数据的支持。
然而,随着数据规模的不断增长,如何有效地处理和利用数据成为了一个亟待解决的问题。
为了解决数据处理和利用的难题,在本文中我们将介绍一种名为“数据三步蒸馏法”的方法。
这种方法通过一系列步骤,可以帮助我们从海量的数据中提取出有用的信息和知识,为我们的决策提供有力支持。
本文的目的在于介绍数据三步蒸馏法的原理和应用,帮助读者了解如何通过这种方法更好地处理和利用数据,提高数据的价值和效益。
同时,我们也将展望未来数据蒸馏方法的发展方向,为数据领域的研究和实践提供一些思路和建议。
通过本文的阅读,相信读者们能够对数据处理和利用有更深入的认识,为自己的工作和生活带来更大的收益和成就。
1.2 文章结构文章结构部分应当包括对整篇文章的大致框架和各个部分的内容进行介绍,为读者提供方便快速了解文章主要内容的指引。
在这篇关于数据三步蒸馏法的文章中,我们会按照以下结构展开:1.引言部分将首先概述文章的主题和重要性,介绍即将探讨的内容。
随后会详细说明文章的结构和目的,为读者解释为什么应该关注数据蒸馏和三步蒸馏法。
2.正文部分将分为三个子部分:数据的重要性、三步蒸馏法介绍以及三步蒸馏法的应用。
我们将首先讨论数据在现代社会中的重要性和作用,然后详细介绍三步蒸馏法的概念、原理和操作步骤,最后展示这种方法在不同领域的实际应用和效果。
3.结论部分将对整篇文章进行总结,强调数据蒸馏的重要性和三步蒸馏法的价值。
我们还会展望未来,探讨这种方法可能带来的影响和发展方向,并提出结论和建议,引导读者进一步思考和行动。
通过这样的结构,我们希望为读者呈现出一篇系统、清晰、有逻辑性的文章,让他们能够全面了解数据三步蒸馏法的相关知识和实际应用,同时激发对数据处理和利用方式的思考和探索。
一、蒸馏的基本概念和原理1、基本概念1。
1饱和蒸汽压任何物质(气态、液态和固态)的分子都在不停的运动,都具有向周围挥发逃逸的本领,液体表面的分子由于挥发,由液态变为气态的现象,我们称之为蒸发。
挥发到周围空间的气相分子由于分子间的作用力以及分子与容器壁之间的作用,使一部分气体分子又返回到液体中,这种现象称之为冷凝。
在某一温度下,当液体的挥发量与它的蒸气冷凝量在同一时间内相等时,那么液体与它液面上的蒸气就建立了一种动态平衡,这种动态平衡称为气液相平衡。
当气液相达到平衡时,液面上的蒸气称为饱和蒸汽,而由此蒸气所产生的压力称为饱和蒸汽压,简称为蒸汽压.蒸气压的高低表明了液体中的分子离开液面气化或蒸发的能力,蒸气压越高,就说明液体越容易气化.在炼油工艺中,根据油品的蒸气压数据,可以用来计算平衡状态下烃类气相和液相组成,也可以根据蒸气压进行烃类及其混合物在不同压力下的沸点换算、计算烃类液化条件等.1.2气液相平衡处于密闭容器中的液体,在一定温度和压力下,当从液面挥发到空间的分子数目与同一时间内从空间返回液体的分子数目相等时,就与液面上的蒸气建立了一种动态平衡,称为气液平衡。
气液平衡是两相传质的极限状态.气液两相不平衡到平衡的原理,是气化和冷凝、吸收和解吸过程的基础.例如,蒸馏的最基本过程,就是气液两相充分接触,通过两相组分浓度差和温度差进行传质传热,使系统趋近于动平衡,这样,经过塔板多级接触,就能达到混合物组分的最大限度分离。
2、蒸馏方式在炼油厂生产过程中,有多种形式蒸馏操作,但基本类型归纳起来主要有三种,即闪蒸、简单蒸馏和精馏2。
1闪蒸(平衡汽化) 加热液体混合物,达到一定的温度和压力,在一个容器的空间内,使之气化,气液两相迅速分离,得到相应的气相和液相产物,此过程称为闪蒸.当气液两相有足够的接触时间,达到了汽液平衡状态,则这种气液方式称为平衡汽化.2。
2简单蒸馏(渐次汽化) 液体混合物在蒸馏釜中被加热,在一定压力下,当温度达到混合物的泡点温度时,液体即开始气化,生成微量蒸气,生成的蒸气当即被引出并经冷凝冷却后收集起来,同时液体继续加热,继续生成蒸气并被引出。
蒸馏单元操作的基本原理和目的蒸馏单元是炼油厂等化工生产过程中常见的重要设备,用于分离液体混合物中的组分。
它基于液体成分在不同温度下具有不同的沸点的原理进行操作。
以下是关于蒸馏单元操作的基本原理和目的的详细解释。
1.基本原理-蒸馏单元的基本原理是利用液体混合物中不同成分的沸点差异来实现分离。
通过加热混合物,将其中的易挥发成分转变为气体,然后再冷凝回液体,从而实现成分的分离。
-液体混合物中的成分根据其沸点高低可以分为两类:低沸点成分和高沸点成分。
低沸点成分在较低的温度下就会转变为气体,而高沸点成分则需要较高的温度才能转变为气体。
因此,在适当的操作条件下,可以使得低沸点成分优先蒸发出来,并通过冷凝器进行冷凝,最终得到纯净的低沸点成分。
2.操作过程-蒸馏单元的操作过程通常包括以下几个步骤:a.加热:液体混合物通过加热使得其中的低沸点成分蒸发出来。
加热的方式可以是直接加热或间接加热,具体取决于蒸馏设备的类型和设计。
b.分离:蒸发出的低沸点成分进入冷凝器,在冷凝器中被冷却并转变为液体。
与此同时,高沸点成分仍然保持在蒸馏设备中。
c.收集:冷凝后的低沸点成分被收集起来,并作为产品进行进一步处理或使用。
d.再沸蒸馏:如果需要进一步提纯产品,可以将冷凝后的低沸点成分再次进行蒸馏,以去除其中的杂质。
3.目的-蒸馏单元的主要目的是实现液体混合物中成分的分离和纯化。
通过控制温度和压力等操作条件,可以将不同成分的沸点差异最大化,从而实现高效的分离效果。
-蒸馏单元广泛应用于石油炼制、化工生产和酒精制备等领域。
在石油炼制中,蒸馏单元用于将原油中的不同碳链长度的烃类分离出来,以便进一步加工为汽油、柴油、液化气等产品。
-在化工生产中,蒸馏单元可以用于提纯溶剂、去除杂质、回收溶剂等。
例如,在有机合成反应中,通过蒸馏单元可以将产物与溶剂进行分离,从而实现产物的纯化。
-此外,蒸馏单元还可用于酒精、药品、食品和饮料等行业中的酒精提纯、药品精制和饮料酒精浓度的调整等工艺。