精餾塔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,在熱能驅動和相平衡關系的約束下,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、傳質過程同時進行,屬傳質過程控制。原料從塔中部適當位置進塔,將塔分為兩段,上段為精餾段,不含進料,下段含進料板為提留段,冷凝器從塔頂提供液相回流,再沸器從塔底提供氣相回流。氣、液相回流是精餾重要特點。
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品
精餾設備
精餾過程與其他蒸餾過程的區(qū)別,是在塔兩端同時提供度較高的液相和氣相回流,為精餾過程提供了傳質的必要條件。提供度的回流,使在相同理論板的條件下,為精餾實現度的分離時,始終能一定的傳質推動力。所以,只要理論板足夠多,回流足夠大時,在塔頂可能得到度的輕組分產品,而在塔底獲得度的重組分產品
玻璃精餾柱合液加入蒸餾釜中,在恒定壓力下加熱至沸騰,使液體不斷汽化,產生的蒸汽經冷凝后作為頂部產物。餾出液通常是按不同組成范圍分罐收集的。終將釜液一次排出。故此簡單蒸餾是一個不穩(wěn)定過程。
簡單蒸餾只能使混合液部分地分離,故只適用于沸點相差較大而分離要求不高的場合,或者作為初步加工,粗略地分離多組分混合液,例如原油或煤油的初餾。
實驗室精餾塔
除了精餾塔外,還必須同時有塔底再沸器和塔頂冷凝器,有時還要配有原料預熱器、回流液泵等附屬設備,才能實際現整個操作。
原料液經預熱器在溫度下送入精餾塔進料板,在進料板上與自塔上部下降的液體匯合后逐板溢流,后流入塔底再沸器中。塔底再沸器連續(xù)將液體部分汽化,產生上升的蒸汽,送回塔內亦稱汽相回流;所產生的液體作為塔底產品,亦稱釜殘液。塔頂蒸汽進入冷凝器中被全部冷凝,并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體,其余部分作為塔頂產品,亦稱為餾出液。另外塔頂沒有分凝器,塔頂蒸汽的一部分被冷凝作為回流,而剩余部分經組分再全部冷凝后作為餾出液。
精餾實驗,精餾實驗裝置
將液體進行一次部分氣化,部分冷凝,只能起到部分分離的作用,因此這種方法只適用于要求粗分或初步加工的場合。顯然,要使混合物中的組分得到幾乎完全的分離,??必須進行多次部分氣化和部分冷凝的操作過程。
如去掉級和第二級冷凝器與第二級和第三級加熱器則:當級所產生的蒸氣與第三級下降的液體直接混合時,由于液相溫度低于氣相溫度,因此高溫的蒸氣將加熱低溫的液體,而使液體部分氣化,蒸氣自身則被部分冷凝。由此可見,不同溫度且互不平衡的汽液兩相接觸時,必然會同時產生傳熱和傳質的雙重作用。所以,使上一級的液相回流(如液相)與下一級的氣相(如氣相),直接接觸,而省去了逐級使用的中間加熱器和冷凝器??。