第二节 简单蒸馏与蒸馏釜
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蒸馏、分馏、精馏还是分不清楚?这些原理图片非常直观众所周知,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。
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(x A、y A)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。
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.最古老的蒸馏设备壶式蒸馏锅资料图1.壶式蒸馏锅是最古老的蒸馏设备;2.主要由预热器、蒸馏锅、蛇形冷凝器三部分组成;3.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;4.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。
简单蒸馏与闪蒸
一、简单蒸馏
简单蒸馏是一种间歇操作,其设备流程如图10—14所示。
原料液直接加入蒸馏釜至一定量后停止,蒸馏釜内料液在恒压下以间接蒸汽加热至沸腾汽化,所产生的蒸汽从釜顶引出至冷凝器全部冷凝作为塔顶产品送入产品贮罐,由蒸馏原理知,其中易挥发组分的浓度将相对增加。
当釜中溶液浓度下降至规定要求时,即停止加热,将釜中残液排出后,再将新料液加入釜中重复上述蒸馏过程。
随着蒸馏过程的进行,釜内溶液中易挥发组分含量愈来愈低,随之产生的蒸汽中易挥发组分含量也愈来愈低。
生产中往往要求得到不同浓度范围的产品,可用不同的贮槽收集不同时间的产品。
二、闪蒸
闪蒸亦称为平衡蒸馏,其流程如图10—15所示。
混合液通过加热器升温(未沸腾)后,经节流阀减压至预定压强送人分离室,由于压强的突然降低,使得由加热器来的过热液体在减压情况下大量自蒸发,最终产生相互平衡的气液两相。
气相中易挥发组分浓度较高,与之呈平衡的液相中易挥发组分浓度较低,在分离室内气、液两相分离后,气相经冷凝成为顶部产品,液相则作为底部产品。
闪蒸和简单蒸馏都是直接运用蒸馏原理进行初步组分分离的一种操作,分离程度不高,可作为精馏的预处理步骤。
这两种蒸馏过程的流程、设备和操作控制都比较简单,但因其分离程度很低,不能满足
高纯度的分离要求。
因此,主要用来分离沸点相差较大或分离要求不高的场合。
要实现混合液的高纯度分离,需采用精馏操作。
简述简单蒸馏平衡蒸馏和精馏的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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第一章蒸馏在化工生产过程中,常常需要将原料、中间产物或粗产品中的组成部分进行分离,如将原油分成气油、煤油、柴油及重油等馏分作为产品又如聚氯乙烯在聚合前要求单体氯乙烯纯度不低于99.99%(也即将杂质分离掉),这些物质大都是均相混合物。
对于均相物系的分离,必须造成一个两相物系,,实现传质与分离操作。
常见的传质与分离过程有蒸馏、吸收、萃取与干燥等。
其中蒸馏是分离均相液态溶液的最常用的方法。
蒸馏是利用溶液中各组分蒸气压(或沸点、挥发度)的差异使各组分得到分离。
,由于苯的挥发性能比甲苯强,(即苯的沸点比甲苯低),气化出来的蒸气中苯的组成(即浓度)必然比原来液体的要高。
当气液达到平衡后,从容器中将蒸气抽出并使之冷凝,则可得到苯含量高的冷凝液。
显然,遗留下的残液中苯的组成要比原来溶液低,即甲苯组成要比原来溶液高,这样溶液就得到初步分离。
图1为常采用的连续精馏装置流程图,其主要设备为精馏塔,是由若干层塔板组成的板式塔,有时也用充满填料的填料塔。
溶液经预热后由塔的中部引入,因为原料组分的沸点不同,沸点低的组分较易气化而向上升,最后在冷凝器中冷凝成易挥发组分含量高的液体,一部分作为塔顶产品(又称馏出液),余下的送回塔内作为回流(称为回流液)。
沸点高的组分则从蒸气中不断地冷凝到沿各板下流的回流液中,最后从塔底排出的釜液中难挥发组分含量较高,釜液的一部分被引出作为塔底产品,余下的再送入再沸器(或者蒸馏釜),被加热气化后再返回塔中,具体内容第二节介绍。
蒸馏按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏和特殊精馏;按原图1:连续精馏流程图料中所含组分数目可分成双组分精馏及多组分精馏;按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏及减压(真空)蒸馏;按操作是否连续又可分为连续蒸馏和间歇蒸馏。
本章将重点讨论常压下双组分连续精馏。
平衡关系是指溶液与其上方蒸气达到相平衡时,气、液两相间组成的关系。
它是分析蒸馏原理和进行蒸馏设备计算的依据。
文件编号:TP-AR-L8262In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.(示范文本)编订:_______________审核:_______________单位:_______________简单蒸馏与闪蒸(正式版)简单蒸馏与闪蒸(正式版)使用注意:该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。
一、简单蒸馏简单蒸馏是一种间歇操作,其设备流程如图10—14所示。
原料液直接加入蒸馏釜至一定量后停止,蒸馏釜内料液在恒压下以间接蒸汽加热至沸腾汽化,所产生的蒸汽从釜顶引出至冷凝器全部冷凝作为塔顶产品送入产品贮罐,由蒸馏原理知,其中易挥发组分的浓度将相对增加。
当釜中溶液浓度下降至规定要求时,即停止加热,将釜中残液排出后,再将新料液加入釜中重复上述蒸馏过程。
随着蒸馏过程的进行,釜内溶液中易挥发组分含量愈来愈低,随之产生的蒸汽中易挥发组分含量也愈来愈低。
生产中往往要求得到不同浓度范围的产品,可用不同的贮槽收集不同时间的产品。
二、闪蒸闪蒸亦称为平衡蒸馏,其流程如图10—15所示。
混合液通过加热器升温(未沸腾)后,经节流阀减压至预定压强送人分离室,由于压强的突然降低,使得由加热器来的过热液体在减压情况下大量自蒸发,最终产生相互平衡的气液两相。
气相中易挥发组分浓度较高,与之呈平衡的液相中易挥发组分浓度较低,在分离室内气、液两相分离后,气相经冷凝成为顶部产品,液相则作为底部产品。
简单蒸馏将液体加热至沸,使液体变为蒸气,然后使蒸气冷却再冷凝成液体,这两个过程的联合操作叫蒸馏,它不仅是提纯物质和分离混合物的一种方法,通过它还可以测出化合物的沸点。
所以蒸馏对鉴定液体有机物也具有一定的意义。
一、目的与要求1.学习蒸馏的基本原理。
2.掌握简单蒸馏的实验操作方法。
二、基本原理将液体加热,它的蒸气压就随着温度的升高而增大。
当液体的蒸气压增大到与外界施与液面的总压力(通常是大气压力)相等时,就有大量气泡从液体内部逸出,即液体沸腾。
这时的温度称为液体的沸点。
显然,沸点与所承受外界压力的大小有关。
蒸气压的度量一般是以帕斯卡(帕)来表示。
通常所说的沸点是指在1.013x105pa的压力下液体沸腾的温度。
例如,水的沸点是100℃,即是指在一个大气压(1.013x105pa)下水在100℃时沸腾。
在其他压力下的沸点应注明压力,例如在8.50x104pa时,水在95℃沸腾。
这是水的沸点可以表示为95℃/8.50x104pa。
纯粹的液体有机物在一定的压力下具有一定的沸点。
但是具有固定沸点的液体不一定是纯粹的化合物,因为某些有机化合物常常和其他组分形成二元或三元共沸混合物,它们也有一定的沸点。
不纯物质的沸点则要取决于杂志的物理性质以及它与纯物质间的相互作用。
假如杂质十步挥发的,则溶液的沸腾温度比纯物质的沸点略有提高(但在蒸馏时,实际测量的并不是液体的沸点,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,则整流是液体的沸点会逐渐的上升;或者由于两种或多种物质组成了共沸混合物,在蒸馏过程中温度可保持不变,停留在某一范围内(这样的混合物用一般的蒸馏方法无法分离,具体方法见共沸蒸馏)。
很明显,通过蒸馏可将易挥发的物质与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。
但对于简单蒸馏,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。
三、平衡蒸馏与简单蒸馏平衡蒸馏(闪蒸)是液体的一次部分气化的蒸馏操作。
1、流程2. 原理:将原料液加热到泡点温度以上,再经节流阀减压后进入闪蒸室,因压力下降原料液变为过热而使液体发生部分气化,形成气液两相,气化耗热使得液体温度下降,最后气、液两相温度趋于一致,两相组成趋于平衡。
简单蒸馏也称微分蒸馏,在蒸馏过程中系统的温度和气液相组成均随时间而改变,属于间歇非定态操作。
闪蒸罐塔顶产品yAxA加热器原料液塔底产品Q减压阀1. 流程2. 原理:原料液一次加入釜中,将其加热至泡点,使之不断的气化,产生的蒸气由釜顶连续引入冷凝器得馏出液产品。
釜内任一时刻的气液两相组成互成平衡。
由于 y ,随着蒸气的不断引出,釜液中易挥发组分的组成不断减少,泡点逐渐升高,与之相应的气化蒸气中的易挥发组分的含量也不断降低,故常设有几个接受器,按时间的先后,分别得到不同组成的馏出液。
四、精馏精馏:把液体混合物进行多次部分气化,同时把产生的蒸气多次部分冷凝,使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏 1. 精馏流程y原料液x蒸气xD1xD2xD3冷凝器预热到一定温度的原料液送入精馏塔的进料板,在每层塔板上, 回流液体与上升蒸气互相接触, 进行热和质的传递.塔顶冷凝器的作用: 获得塔顶产品及保证有适宜的液相回流。
再沸器的作用: 提供一定量的上升蒸蒸气。
精馏段:加料板以上的塔段.上升气相中重组分向液相传递,液相中轻组分向气相传递,完成上升蒸气轻组分精制。
提馏段:加料板及其以下的塔段.下降液体中轻组分向气相传递,气相中重组分向液相传递,完成下降液体重组分提浓。
2. 精馏原理任意第n 块塔板上的精馏过程混合蒸汽多次部分冷凝,蒸汽组成沿 t-x(y) 相图的露点线变化,可得到易挥发组分含量很高而难挥发组分含量很低的蒸汽。
混合液体多次部分汽化,釜液组成沿 t-x(y) 相图的泡点线变化,可得难挥发组分含量很高而易挥发组分含量很低的釜液。
蒸馏釜的工作原理蒸馏釜是一种常见的化工设备,用于将液体混合物分离成不同的组分。
它的工作原理基于液体混合物中各组分的沸点不同,通过加热使其沸腾,然后将产生的蒸汽冷凝回液态,从而实现分离。
一、蒸馏釜的结构蒸馏釜由以下几个部分组成:1.壳体:通常为圆柱形或球形,内衬不锈钢或玻璃钢。
2.加热器:通常为电加热器或蒸汽加热器,用于提供能量以使混合物沸腾。
3.冷凝器:用于将产生的蒸汽冷却成液态。
4.接收器:用于收集不同组分。
5.进料口和出料口:用于添加混合物和收集产物。
二、蒸馏釜的工作原理1.混合物进入釜内首先将待处理的混合物通过进料口加入到釜内。
通常情况下,混合物会在壳体内形成一个液面。
2.加热使混合物沸腾接下来,通过加热器提供能量使混合物沸腾。
由于混合物中各组分的沸点不同,因此会先沸腾沸点较低的组分。
3.产生蒸汽随着加热的继续,混合物中的组分逐渐转化为蒸汽。
这些蒸汽会向上升起并进入冷凝器。
4.冷凝回液态在冷凝器中,蒸汽会被冷却成液态。
由于不同组分的沸点不同,因此不同组分的液体会在不同位置凝结并流入接收器中。
5.收集产物最后,通过出料口将收集到的产物取出。
通常情况下,需要多次进行加热和冷却以实现更好的分离效果。
三、蒸馏釜的应用领域1.制药行业:用于提取药物中的有效成分。
2.石油化工行业:用于精制石油和化学品生产过程中的分离和纯化。
3.食品加工行业:用于酿造酒精、提取香料和精制食品添加剂等过程中的分离和纯化。
四、蒸馏釜的优缺点1.优点:分离效果好,可以实现高纯度的分离;适用于各种不同的混合物;操作简单。
2.缺点:需要大量能源支持加热过程;对设备要求较高,不同组分的沸点差异大时难以实现有效分离。
五、蒸馏釜的维护和保养1.定期清洗壳体和冷凝器,避免积累杂质影响工作效率。
2.检查加热器和冷凝器的工作状态,确保正常运转。
3.避免过度加热导致设备损坏或安全事故发生。
4.定期更换耗损部件,如密封圈等。
蒸馏釜的工作原理介绍蒸馏釜是广泛应用于化工、制药、食品等行业的设备,用于分离和提纯液体混合物。
本文将详细探讨蒸馏釜的工作原理及其基本组成部分,以及蒸馏釜在工业中的应用。
工作原理蒸馏釜的工作原理基于液体的沸点差异,利用加热将液体混合物转化为气体与液体两相,然后再进行冷凝使其重新转化为液体。
这一过程实质上是液体的分馏。
组成部分蒸馏釜主要由下列几个组成部分组成:1. 主体蒸馏釜的主体是一个密封的容器,一般由不锈钢等耐高温和腐蚀的材料制成。
它通常具有一个进料口和一个出料口,以及温度和压力的控制装置。
2. 加热系统蒸馏釜的加热系统通常由电加热器或蒸汽加热器组成,用于提供加热能量以使液体混合物沸腾。
加热器通过传导、对流或辐射将热量传递给蒸馏釜。
3. 冷凝系统蒸馏釜的冷凝系统用于将蒸发出的气体冷凝成液体。
它通常包括冷凝器和冷却剂循环系统。
冷凝器通过冷却剂的循环,将蒸发出的气体冷却并重新转化成液体。
4. 分馏柱分馏柱是蒸馏釜的核心部分,其目的是实现液体混合物的分馏。
分馏柱通常由多个平行的平板或填料层组成,以增加表面积,促进气体和液体之间的传质和传热。
在分馏柱中,液体通过与气体的接触和交流,逐渐实现分馏。
工作流程蒸馏釜通常遵循以下工作流程:1.加热:将液体混合物加热至沸点,使其中的液体转化为气体。
2.蒸汽升空:气体通过进料口进入分馏柱,在分馏柱中逐渐上升。
3.分馏:在分馏柱中,液体混合物中的不同成分根据沸点差异逐渐分离。
4.冷凝:分馏柱顶部将蒸发出的气体转化为液体,通过冷凝器冷却并收集。
5.出料:分馏后的液体经过分馏柱中的下部排出,得到纯净的产品。
应用蒸馏釜在化工、制药、食品等领域广泛应用,其主要应用包括:1.分离和提纯:蒸馏釜可用于分离不同成分的液体混合物,并对目标成分进行提纯。
2.回收利用:蒸馏釜可用于回收溶剂、溶剂蒸汽和有价值的化学品,实现资源的有效利用。
3.制药过程:蒸馏釜在制药过程中用于提取药用植物中的有效成分,或制备纯净的药物。
蒸馏釜的操作方法
1. 将要处理的原料放入蒸馏釜内,注意原料不要超过蒸馏釜的最大容量。
2. 将蒸馏釜盖上,将冷却水进水口打开,将吸收瓶安装在冷凝管下端。
3. 打开电源开关,启动加热器,调节加热器的温度,以使蒸汽充分产生。
4. 等待一定时间后,即可看到沸腾的液体产生蒸汽。
5. 当蒸汽通过冷凝管时,会变成液体,流入吸收瓶中。
注意,在操作过程中应定期检查吸收瓶液面高度,及时更换吸收瓶。
6. 当蒸馏处理完成后,关闭加热器,停止加热。
7. 关闭电源开关,拆除吸收瓶和冷凝管,拆下蒸馏釜盖,将蒸馏釜内部清洗干净。
8. 最后,将所有部件放回原处,保留好蒸馏釜的清洁和维护。