蒸餾
利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的差別，使液體混合物部分汽化并隨之使蒸氣部分冷凝，從而實現(xiàn)其所含組分的分離。是一種屬于傳質(zhì)分離的單元操作。廣泛應(yīng)用于煉油、化工、輕工業(yè)等領(lǐng)域，其原理以分離雙組分混合液為例。
將料液加熱使它部分汽化，易揮發(fā)組分在蒸氣中得到增濃，難揮發(fā)組分在剩余液中也得到增濃，這在一定程度上實現(xiàn)了兩組分的分離。兩組分的揮發(fā)能力相差越大，則上述的增濃程度也越大。
在工業(yè)精餾設(shè)備中，使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸，以進行汽液相際傳質(zhì)，結(jié)果是氣相中的難揮發(fā)組分部分轉(zhuǎn)入液相，液相中的易揮發(fā)組分部分轉(zhuǎn)入氣相，也即同時實現(xiàn)了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。
液體的分子由于分子運動有從表面溢出的傾向。這種傾向隨著溫度的升高而增大。如果把液體置于密閉的真空體系中，液體分子繼續(xù)不斷地溢出而在液面上部形成蒸氣，zui后使得分子由液體逸出的速度與分子由蒸氣中回到液體的速度相等，蒸氣保持一定的壓力。此時液面上的蒸氣達到飽和，稱為飽和蒸氣，它對液面所施的壓力稱為飽和蒸氣壓。
實驗證明，液體的飽和蒸氣壓只與溫度有關(guān)，即液體在一定溫度下具有一定的蒸氣壓。這是指液體與它的蒸氣平衡時的壓力，與體系中液體和蒸氣的量無關(guān)。
將液體加熱至沸騰，使液體變?yōu)檎魵?，然后使蒸氣冷卻再凝結(jié)為液體，這兩個過程的聯(lián)合操作稱為蒸餾。很明顯，蒸餾可將易揮發(fā)和不易揮發(fā)的物質(zhì)分離開來，也可將沸點不同的液體混合物分離開來。但液體混合物各組分的沸點必須相差很大（至少30℃以上）才能得到較好的分離效果。
在常壓下進行蒸餾時，由于大氣壓往往不是恰好為0.1MPa，因而嚴(yán)格說來，應(yīng)對觀察到的沸點加上校正值，但由于偏差一般都很小，即使大氣壓相差2.7KPa，這項校正值也不過±1℃左右，因此可以忽略不計。
蒸餾沸點差別較大的混合液體時，沸點較低者先蒸出，沸點較高的隨后蒸出，不揮發(fā)的留在蒸餾器內(nèi)，這樣，可達到分離和提純的目的。故蒸餾是分離和提純液態(tài)化合物常用的方法之一，是重要的基本操作，必須熟練掌握。但在蒸餾沸點比較接近的混合物時，各種物質(zhì)的蒸氣將同時蒸出，只不過低沸點的多一些，故難于達到分離和提純的目的，只好借助于分餾。
分餾、蒸餾的區(qū)別
蒸餾和分餾都是分離液態(tài)混合物的方法。蒸餾和分餾都是利用液態(tài)混合物中各成分的沸點不同，通過控制溫度加熱，使一部分物質(zhì)經(jīng)汽化，然后冷凝液化再收集，另一部分還保持原來的狀態(tài)留在原來的裝置中。
蒸餾是物理過程，沒有新物質(zhì)生成，只是將原來的物質(zhì)分離。蒸餾和分餾的差別主要在于，蒸餾只進行一次汽化和冷凝，分離出的物質(zhì)一般較純，例如用天然水制蒸餾水，在工業(yè)酒精中加生石灰后蒸餾得無水乙醇；
分餾要連續(xù)進行多次汽化和冷凝，分離出的物質(zhì)依然是混合物，只不過沸點范圍不同，例如對石油進行常減壓分餾后可以得到沸點范圍不同的多個餾分。
蒸餾和分餾沒有本質(zhì)差別，正是從這個意義上講，分餾是蒸餾原理的運用。 蒸餾是將液態(tài)物質(zhì)加熱到沸騰(汽化)，并使其冷凝(液化)的連續(xù)操作過程．蒸餾的目的是從溶液中分離出某種(或幾種)純液態(tài)物質(zhì)．它要求溶液中的其他成分是難于揮發(fā)的或沸點與餾出物相差很大的物質(zhì)．如用天然水制取蒸餾水，從燒酒中提取酒精等．
分離沸點比較接近的液態(tài)混合物，用蒸餾的方法則難以達到分離目的，這就需要借助另一種操作——分餾．分餾的原理跟蒸餾基本相同，也是加熱使混合液體汽化冷凝的連續(xù)操作過程，只在實驗裝置中添加一個分餾柱(工業(yè)上稱為分餾塔盤)，被加熱的混合蒸氣進入分餾柱，與內(nèi)壁上已冷凝(空氣冷卻)回流液體發(fā)生對流而交換熱量，使其中沸點較高的成分放熱被液化，回流液體中沸點較低的成分吸熱又汽化．在這種反復(fù)液化與汽化過程，沸點較低的蒸氣成分上升進入冷凝器(水冷卻)液化而分離出來 。
精餾
利用混合物中各組分揮發(fā)能力的差異，通過液相和氣相的回流，使氣、液兩相逆向多級接觸，在熱能驅(qū)動和相平衡關(guān)系的約束下，使得易揮發(fā)組分（輕組分）不斷從液相往氣相中轉(zhuǎn)移，而難揮發(fā)組分卻由氣相向液相中遷移，使混合物得到不斷分離，稱該過程為精餾。
該過程中，傳熱、傳質(zhì)過程同時進行，屬傳質(zhì)過程控制。在精餾段,氣相在上升的過程中，氣相輕組分不斷得到精制，在氣相中不斷地增濃，在塔頂獲輕組分產(chǎn)品。在提餾段，其液相在下降的過程中，其輕組分不斷地提餾出來，使重組分在液相中不斷地被濃縮，在塔底獲得重組分的產(chǎn)品。
精餾過程與其他蒸餾過程zui大的區(qū)別
是在塔兩端同時提供純度較高的液相和氣相回流，為精餾過程提供了傳質(zhì)的必要條件。提供高純度的回流，使在相同理論板的條件下，為精餾實現(xiàn)高純度的分離時，始終能保證一定的傳質(zhì)推動力。所以，只要理論板足夠多，回流足夠大時，在塔頂可能得到高純度的輕組分產(chǎn)品，而在塔底獲得高純度的重組分產(chǎn)品。
減壓蒸餾
液體的沸點是指它的蒸氣壓等于外界壓力時的溫度，因此液體的沸點是隨外界壓力的變化而變化的，如果借助于真空泵降低系統(tǒng)內(nèi)壓力，就可以降低液體的沸點，這便是減壓蒸餾操作的理論依據(jù)。
減壓蒸餾是分離和提純有機化合物的常用方法之一。它特別適用于那些在常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質(zhì) 。
水蒸氣蒸餾法
是指將含揮發(fā)性成分藥材的粗粉或碎片，浸泡濕潤后，直火加熱蒸餾或通入水蒸汽蒸餾，也可在多能式中藥提取罐中對藥材邊煎煮邊蒸餾，藥材中的揮發(fā)性成分隨水蒸氣蒸餾而帶出，經(jīng)冷凝后收集餾出液，一般需再蒸餾1次，以提高餾出液的純度和濃度，zui后收集一定體積的蒸餾液；但蒸餾次數(shù)不宜過多，以免揮發(fā)油中某些成分氧化或分解。
本法的基本原理是根據(jù)道爾頓定律，相互不溶也不起化學(xué)作用的液體混合物的蒸汽總壓，等于該溫度下各組分飽和蒸氣壓（即分壓）之和。因此盡管各組分本身的沸點高于混合液的沸點，但當(dāng)分壓總和等于大氣壓時，液體混合物即開始沸騰并被蒸餾出來。
水蒸氣蒸餾法只適用于具有揮發(fā)性的，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，與水不發(fā)生反應(yīng)，且難溶或不溶于水的成分的提取。此類成分的沸點多在100℃以上，與水不相混溶或僅微溶，并在100℃左右有一定的蒸氣壓。當(dāng)與水在一起加熱時，其蒸氣壓和水的蒸氣壓總和為一個大氣壓時，液體就開始沸騰，水蒸氣將揮發(fā)性物質(zhì)一并帶出。
例如中草藥中的揮發(fā)油，某些小分子生物堿，以及某些小分子的酚性物質(zhì)。牡丹酚（paeonol）等，都可應(yīng)用本法提取。有些揮發(fā)性成分在水中的溶解度稍大些，常將蒸餾液重新蒸餾，在zui先蒸餾出的部分，分出揮發(fā)油層，或在蒸餾液水層經(jīng)鹽析法并用低沸點溶劑將成分提取出來。例如玫瑰油、原白頭翁素（protoanemonin）等的制備多采用此法。水蒸氣蒸餾法需要將原料加熱,不適用于化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定組分的提取.
掃一掃二維碼
© 2019 昆山天大化工填料有限公司版權(quán)所有 備案號：蘇ICP備14008646號-1 技術(shù)支持：環(huán)保在線 GoogleSitemap 總訪問量：654716 管理登陸
在線咨詢