天津北洋勵興實驗室常壓連續(xù)精餾裝置
精餾通常在精餾塔中進行，氣液兩相通過逆流接觸，進行相際傳熱傳質(zhì)。液相中的易揮發(fā)組分進入氣相，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，進料口以上的塔段，把上升蒸氣中易揮發(fā)組分進一步增濃，稱為精餾段;進料口以下的塔段，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，其大小會影響精餾操作的分離效果和能耗。
天津北洋勵興實驗室常壓連續(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)混合物的組分數(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。進料加在塔的中部,進料中的液體和上塔段來的液體一起沿塔下降，進料中的蒸氣和下塔段來的蒸氣一起沿塔上升。在整個精餾塔中，汽液兩相逆流接觸，進行相際傳質(zhì)。液相中的易揮發(fā)組分進入汽相，汽相中的難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相。對不形成恒沸物的物系，只要設(shè)計和操作得當，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。進料口以上的塔段，把上升蒸氣中易揮發(fā)組分進一步提濃，稱為精餾段;進料口以下的塔段，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組分較*地分離，生產(chǎn)出所需純度的兩種產(chǎn)品。當使n組分混合液較*地分離而取得n個高純度單組分產(chǎn)品時，須有n-1個塔。
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。回流包括塔頂高濃度易揮發(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。
操作評價
評價精餾操作的主要指標是: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操作總費用。主要包括再沸器的加熱費用、冷凝器的冷卻費用和精餾設(shè)備的折舊費，操作時變動回流比，直接影響前兩項費用。此外，即使同樣的加熱量和冷卻量，加熱費用和冷卻費用還隨著沸騰溫度和冷凝溫度而變化，特別當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，這兩項費用將大大增加。選擇適當?shù)牟僮鲏毫?，有時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用。
