萃取精馏
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简述萃取精馏的特点
萃取精馏是一种常见的分离技术,通常用于从混合物中分离出不同组分。
它的特点如下:
1. 分离效果好:萃取精馏可以有效地将混合物中的不同组分分离出来。
这是因为不同组分在萃取精馏过程中会根据其挥发性和相互作用力的差异,以不同的速度从混合物中蒸发出来。
2. 纯度高:由于萃取精馏可以将目标组分从混合物中分离出来,因此可以得到高纯度的产物。
这对于许多工业和实验室应用来说非常重要,例如制药、化工和食品加工等领域。
3. 适用性广泛:萃取精馏可以应用于各种不同类型的混合物分离。
它可以用于分离液体混合物,如溶液和醇类混合物,也可以用于分离气体混合物,如空气中的氧气和氮气。
4. 节约能源:萃取精馏通常利用不同组分的挥发性差异来实现分离,因此可以减少能量消耗。
这是因为只需加热和冷却混合物,而不需要额外的能量输入。
5. 环保性:与其他分离技术相比,萃取精馏通常不需要使用额外的化学试剂。
这使得它在环保意识日益增强的时代中更加受欢迎。
总而言之,萃取精馏具有分离效果好、纯度高、适用性广泛、节约能源和环保等特点。
由于这些优点,它在各个领域得到广泛应用,并且在分离过程中具有很高的效率和经济性。
萃取精馏定义萃取精馏是一种常用的物质分离技术,广泛应用于化工、石油、制药等领域。
它通过利用不同物质的挥发性差异,将混合物中的组分分离出来,从而得到纯净的物质。
萃取精馏的基本原理是利用物质的沸点差异。
当混合物加热至沸腾时,不同组分的沸点不同,挥发性较高的组分会先转化为气体,而挥发性较低的组分则会滞留在液体中。
通过控制温度和压力等条件,可以将气体组分收集起来,并进一步进行冷凝、净化等处理,最终得到纯净的物质。
在萃取精馏中,通常会使用精馏塔来实现分离。
精馏塔是一种特殊的设备,内部有多个平板或填料,可以提供较大的表面积,增加液体和气体之间的接触面积,从而加快挥发和冷凝的速度。
在精馏塔内部,液体从上部滴入,气体从下部上升,两者在平板或填料上进行传质传热,最终实现分离。
萃取精馏可以分为常压精馏和减压精馏两种方式。
常压精馏适用于沸点差异较大的混合物,通常工作温度在常压下进行。
减压精馏适用于沸点差异较小的混合物,通过降低系统压力来降低沸点,以实现分离。
除了常规的萃取精馏,还有一些特殊的精馏方法。
例如,气相色谱法(GC)是一种高效的分离技术,广泛应用于化学分析和环境监测等领域。
在气相色谱法中,样品通过气相载体(通常是氢、氮或惰性气体)进行传输,在柱子中与固定相发生相互作用,从而实现分离。
此外,还有蒸汽吸附法、膜分离法、超临界流体萃取等其他精馏方法。
这些方法在特定领域具有广泛的应用,并且不断得到改进和创新。
总之,萃取精馏是一种重要的物质分离技术,通过利用物质的挥发性差异,将混合物中的组分分离出来。
它在化工、石油、制药等领域具有广泛的应用前景,并且不断得到改进和创新。
随着科学技术的不断进步,相信萃取精馏将在更多领域展现其重要作用。
取精馏的流程讲解
实验室精馏是为化工、医药工业、石油炼制、农林化工等多产业提供新技术研发、数据模拟、工艺验证等服务的。
精馏是实现液液分离的重要方法,精馏是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,使混合物分离的方法。
实验室精馏的操作流程:
1.装料:在塔釜烧杯中放入烘干的沸石,用烧杯多次称量约料液倒入塔釜。
将涂匀真空脂的温度计插入塔釜烧瓶左边出口,用涂匀真空脂的软胶塞封住塔釜烧瓶右边出口。
将塔体下端出口用真空脂涂匀,连接上塔釜烧瓶,烧瓶来回晃动几次,确保密封好,再夹上铁夹。
用生料带将可能漏气的地方密封好,塔釜缠上玻璃棉保温。
2.打开出口阀,打开冷凝水。
调节回流比至设定值。
确认变压器输出电压,打开总电源,打开控制台电源,调整变压器输出电压(起始电压不宜过高),开始加热。
3.加热开始后密切注意塔釜、各塔段、塔顶温度以及塔内气液状况,每隔一段时间记录一次数据。
如果发生温度过高、液泛等不正常状况,调低加热负荷,并及时处理。
4.在全回流一段时间后,打开回流比开关,按设定的回流比回流。
间隔一定时间,对塔顶产品采样,采样样品称重,并留样分析。
精馏结束时,先将变压器输出电压调为0,关闭回流比开关,取下玻璃棉,降低加热炉位置,等待系统降温。
5.降低至室温时,关闭控制台电源、总电源,关掉冷凝水,关闭出口阀。
取下塔釜,用保鲜膜封住塔下端出口。
将釜液倒出来称重,并留样分析。
清洗塔釜,烘干备用。
萃取精馏的分类特点及应用萃取精馏是一种重要的化学分离技术,可以将混合物中的不同成分以纯净形式分离出来。
其基本原理是根据不同成分的挥发性和溶解度差异,在加热蒸馏的过程中将其分离出来。
萃取精馏可以分为以下几种类型。
1.常压下的蒸馏法常压下的蒸馏法是一种经济实用的分离技术,主要应用于常温下挥发性较小的有机物的分离和提纯。
常压下的蒸馏法通常是采用加热的方式将混合物中挥发性较大的成分蒸发出来,冷凝后以液体形式收集。
常压下的蒸馏法可以分为以下几类。
(1)简单蒸馏法。
简单蒸馏法通常用来分离混合物中的含有两个成分的物质。
通过在一个比两个成分的沸点低一些的温度下,在一个恒温下进行加热,蒸发出一个成分,冷凝后进行收集。
常见应用于提取天然草药和精油等。
(2)加压蒸馏法。
加压蒸馏法是将蒸发温度提高到高于两个成分的沸点的情况下,通过提高压力来抑制沸点的升高,进行物质的分离。
加压蒸馏法通常用于提取含有高沸点物质的混合物,以及对高沸点物质进行分离和提纯。
2.真空下的蒸馏法真空下的蒸馏法是一种采用真空进行物质分离的技术,通常适用于高沸点物质的分离和提取。
在真空下,沸点被降低,因此挥发性较小的物质可以在较低温度下蒸发出来。
通常配合芳香族和对不溶物的提取一起使用。
真空下的蒸馏法可以分为以下几类。
(1)分子蒸馏法。
针对高沸点物质的分离和提纯,利用其在低压下所具有的高度蒸发性质,将高沸点物质转化成低沸点物质进行分离,提高纯度。
(2)系统蒸馏法。
系统蒸馏法采用二级蒸馏的方式,对混合物中不同沸点的油脂进行分离,使得沾在油污上的基质化合物分离出来,然后在真空干燥的条件下降低其沸点再次进行蒸馏,以期提高其纯度。
总之,萃取精馏是一种重要的化学分离技术,广泛应用于化工、医药、生物学和环境保护等领域。
不同的萃取精馏方法适用于不同的混合物分离和提纯。
理解不同类型的萃取精馏法及其原理,可帮助我们更好地进行分离和提取的工作。
萃取精馏的原理
萃取精馏是一种物质分离和提纯的方法,它基于不同物质在不同溶剂中的溶解
度和挥发性的差异,通过多次提取和精馏过程,将混合物中的组分逐步分离和提纯。
萃取精馏的原理主要包括两个方面,萃取和精馏。
首先,萃取是指利用两种或两种以上互不溶解的溶剂对混合物进行提取的过程。
在这个过程中,混合物中的不同组分会根据其在不同溶剂中的溶解度而分别溶解到不同的溶剂中,从而实现分离。
一般来说,选择合适的溶剂对于萃取的效果至关重要。
溶剂的选择应考虑到混合物中各组分的溶解度差异,以及对目标组分的选择性溶解能力。
通过多次提取过程,可以逐步将目标组分提取出来,从而实现分离和提纯的目的。
其次,精馏是指利用液体蒸汽平衡的原理,通过加热混合物,使其其中一种或
几种组分蒸发,然后再将蒸汽冷凝成液体,从而实现组分的分离和提纯的过程。
在精馏过程中,混合物首先被加热至其沸点,使其中易挥发的组分蒸发出来,然后通过冷凝器将蒸汽冷凝成液体。
这样,易挥发的组分就得以分离出来,从而实现提纯的目的。
综合来看,萃取精馏的原理是基于不同物质在不同溶剂中的溶解度和挥发性的
差异,通过多次提取和精馏过程,将混合物中的组分逐步分离和提纯。
通过合理选择溶剂和精密控制温度,可以实现对混合物中各种组分的有效分离和提纯。
因此,萃取精馏在化工、制药、食品等领域都有着广泛的应用,是一种非常重要的分离和提纯方法。
萃取精馏及其应用摘要:萃取精馏在近沸点物系和共沸物的分离方面是很有潜力的操作过程。
萃取精馏是一种特殊的精馏方法。
以改变塔内需要分离组分的相对挥发度。
选择合适的溶剂可以增强分离组分之间的相对挥发度, 从而可以使难分离物系转化为容易分离的物系。
本文对萃取精馏的优缺点进行阐述以及提出对缺点的改进并对萃取精馏的前景进行展望。
Extractive distillation in nearly boiling material and separating azeotrope is very potential operation process. Extractive distillation is a kind of special rectification method. In order to change the tower requires the separation of components of the relative volatility of separation. This paper expounds the advantages and disadvantages of extract:extractive distillation extraction agent advantages and disadvantages application prospect Extractive distillation in nearly boiling material and separating azeotrope is very potential operation process. Extractive distillation is a kind of special rectification method. In order to change the tower requires the separation of components of the relative volatility of separation. This paper expounds the advantages and disadvantages of extractive distillation and put forward to the disadvantages of improvement and Prospect of extractive distillation.Abstracr :Extractive distillation in nearly boiling material and separating azeotrope is very potential operation process. Extractive distillation is a kind of special rectification method. In order to change the tower requires the separation of components of the relative volatility of separation. This paper expounds the advantages and disadvantages of extractive distillation and put forward to the disadvantages of improvement and Prospect of extractive distillation.Key words : extractive distillation extraction agent advantages and disadvantages application prospect一、萃取精馏的简介萃取精馏:向精馏塔顶连续加入高沸点添加剂,改变料液中被分离组分间的相对挥发度,使普通精馏难以分离的液体混合物变得易于分离的一种特殊精馏方法。
萃取精馏的原理:若采用普通精馏的方法进行分离,将很困难,或者不可能。
对于这类物系,可以采用特殊精馏方法,向被分离物系中加入第三种组分,改变被分离组分的活度系数,增加组分之间的相对挥发度,达到分离的目的。
如果加入的溶剂与原系统中的一些轻组分形成最低共沸物,溶剂与轻组分将以共沸物形式从塔顶蒸出,塔底得到重组分,这种操作称为共沸精馏;如果加入的溶剂不与原系统中的任一组分形成共沸物,其沸点又较任一组分的沸点高,溶剂与重组分将随釜液离开精馏塔,塔顶得到轻组分,这种操作称为萃取精馏。
萃取精馏的流程:由于溶剂的沸点高于原溶液各组分的沸点,所以它总是从塔釜排出的。
为了在塔的绝大部分塔板上均能维持较高的溶剂浓度,溶剂加入口一定要在原料进入口以上。
但一般情况下,它又不能从塔顶引入,因为溶剂入口以上必须还有若干块塔板,组成溶剂回收段,以便使馏出物从塔顶引出以前能将其中的溶剂浓度降到可忽略的程度。
溶剂与重组分一起自萃取精馏塔底部引出后,送入溶剂回收装置。
一般用蒸馏塔将重组分自溶剂中蒸出,并送回萃取精馏塔循环使用。
一般,整个流程中溶剂的损失是不大的,只需添加少量新鲜溶剂补偿即可。
例如料液为异辛烷-甲苯混合物,相对挥发度很小。
从精馏塔近塔顶处加入苯酚(正常沸点为 181℃)作为添加剂。
苯酚的挥发度很小,全部与甲苯一起从塔底排出。
添加剂在每块塔板上保持一定的浓度,使相平衡关系发生有利于分离的变化。
从塔底排出的添加剂,可用另一精馏塔进行回收,并循环使用。
为避免少量添加剂从塔顶随易挥发组分逸出,可在添加剂入口以上设一两块塔板予以回收,称为添加剂回收段。
二、萃取剂添加剂的用量对于萃取精馏的分离效果和经济性有很大影响。
以异辛烷和甲苯在不同苯酚(添加剂)浓度下的相平衡关系(图1)为例,可知添加剂的浓度较高时,原组分间的相对挥发度较大,分离所需的塔板数也较少。
然而添加剂用量大,回收费用增大。
因此,添加剂的最佳用量,须通过经济核算来决定。
当原料和添加剂按一定比例加入时,还有相应的最适宜回流比。
操作时不适当地增大回流比,就降低了添加剂浓度,反而使分离效果变坏。
萃取精馏中溶剂的选择性可用加入萃取剂后物系中欲分离组分的相对挥发度与未加萃取剂组分时的相对挥发度的比值来表示。
溶剂的选择性还可用所需分离组分在溶剂中的无限稀活度系数之比来表示。
1,萃取剂的选择原则是:(1)萃取剂的选择性要大。
被分离组分在萃取剂种相对挥发度增大的赴欧,分离就容易,也就是所选择的萃取剂选择性大。
选择性是选择萃取剂最主要的依据。
因为选择性的大小也就决定了被分离组分种轻重关键组分分离的难易程度。
因此塔板数的多少,回流比的大小(它影响到塔径)也与它有密切的关系。
(2)萃取剂对被分离组分的溶解度要大,这样塔板上的液体才能形成均相,不会分层。
(3)萃取剂的沸点应比被分离组分的沸点高的多,否则萃取剂易从塔顶挥发损失掉。
(4)热稳定性、化学稳定性要好,无毒性,不腐蚀设备。
(5)回收容易,价廉易得。
2,萃取剂筛选的方法:有实验法、数据库查询法、经验值方法、计算机辅助分子设计法用实验法筛选溶剂是目前应用最广的方法,可以取得很好的结果,但是实验耗费较大,实验周期较长。
实验法有直接法、沸点仪法、色谱法、气提法等。
实际应用过程中往往需要几种方法结合使用,以缩短接近目标溶剂的时间。
溶剂筛选的一般过程为:经验分析、理论指导与计算机辅助设计、实验验证等。
若文献资料和数据不全,则只有采取最基本的实验方法,或者采取颇具应用前景的计算机优化方法以寻求最佳溶剂。
三、萃取精馏的分类1,连续萃取精馏连续萃取精馏过程中,进料、溶剂的加入及回收都是连续的。
连续萃取精馏一般采用双塔操作,第一个塔是萃取精馏塔,被分离的物料由塔的中部连续进入塔内,而溶剂则在靠近塔顶的部位连续加人。
在萃取精馏塔内易挥发组分由塔顶馏出,而难挥发组分和溶剂由塔底馏出并进入溶剂回收塔。
在溶剂回收塔内,可使难挥发组分与溶剂得到分离,难挥发组分由塔顶馏出,而溶剂由塔底馏出并循环回送至萃取精馏塔。
人们对连续萃取精馏的研究, 主要集中在如下物系的分离上面: 1) 芳烃及其衍生物的分离。
如苯和甲苯的回收、混合二甲苯的分离、间二氯苯和对二氯苯的分离、对甲酚和2, 6- 二甲酚的分离; 2) 醇的分离与提纯。
如乙醇和异丙醇的分离、醇和乙酸酯的分离及由乙醇- 水溶液中回收高纯乙醇; 3) 有机酸的分离;4) 烷烃和烯烃等的分离。
2,间歇萃取精馏间歇萃取精馏是近年来兴起的新的研究方向,由于间歇萃取精馏具有间歇精馏和萃取精馏的优点,近年来引起了一些学者的注意。
间歇萃取精馏比连续萃取精馏复杂得多,其流程及操作方法与连续萃取精馏不同。
间歇萃取精馏的操作步骤如下:不加溶剂进行全回流操作;加溶剂进行全回流操作;加溶剂进行有限回流比操作;有限回流操作,停止向萃取精馏塔加溶剂。
恒塔顶组成操作包括3种方法:(1)溶剂的进料速率保持不变,改变回流比;(2)保持回流比恒定,改变溶剂的进料速率,此方法在理论上是可行的,但在实践中却难以实现;(3)同时改变回流比和溶剂进料速率。
间歇萃取精馏操作灵活, 通过一个塔可以得到多个产品, 而且溶剂也可以在这一个塔中得到回收。
四、萃取精馏的应用1,萃取精馏应用(1)是沸点相近的烃的分离,如最典型的丁烯与丁二烯的分离,两者沸点相差只有2℃,相对挥发度为1.03。
(2)是共沸物的分离,如甲醇一丙酮、乙醇一乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有机物水溶液。
萃取精馏主要用于那些加入添加剂后,因相对挥发度增大所节省的费用,足以补偿添加剂本身及其回收操作所需费用的场合。
萃取精馏最初用于丁烷与丁烯以及丁烯与丁二烯等混合物的分离。
2,萃取精馏的优点是增加了被分离组分之间的相对挥发度,使难分离物系的分离能够进行;缺点是加入的萃取剂量较大,增大了分离过程的能耗。
因此,对萃取精馏进行改进,对强化分离过程具有重要意义。
加盐萃取精馏既解决了溶盐精馏中盐的溶解和运输问题,又改进了萃取精馏中萃取剂用量大、塔板效率低的缺点。
五、总结萃取精馏溶剂的筛选一般要经过计算筛选和实验筛选。
随着计算机技术的发展,将分子设计应用于萃取精馏计算筛选可以大大减少实验工作量。
溶剂加盐是萃取精馏溶剂优化的一个重要策略。
如果遇到萃取精馏分离过程,可以尝试采用加盐的方式对溶剂进行改进。
在萃取精馏溶剂选择和优化过程中,由于基础溶剂和助溶剂受到诸多方面制约,使可选择范围缩小,这对选择和发现新的溶剂极为不利。
在普通精馏不能完成的分离场合,应该优先考虑萃取精馏,然后是其他的特殊精馏方式和分离方法。
其主要的发展方向为:一方面,可以将其与传统分离过程相结合,建立新的耦合过程强化分离效果;另一方面,多样化的萃取剂与盐的组合吸引了众多研究者在此领域进行探索,并取得了一定的进展。