『壹』 蒸餾的定義以及蒸餾的運用
一種分離液體混合物的方法
英文名稱:distillation
一、蒸回餾的定義
指利用液體混合物中各組分揮答發性的差異而將組分分離的傳質過程。將液體沸騰產生的蒸氣導入冷凝管,使之冷卻凝結成液體的一種蒸發、冷凝的過程。蒸餾是分離混合物的一種重要的操作技術,尤其是對於液體混合物的分離有重要的實用意義。
二、蒸餾的特點
1、通過蒸餾操作,可以直接獲得所需要的產品,而吸收和萃取還需要如其它組分。
2、蒸餾分離應用較廣泛,歷史悠久。
3、能耗大,在生產過程中產生大量的氣相或液相。
蒸餾三、蒸餾的分類
1、按方式分:簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾
2、按操作壓強分:常壓、加壓、減壓
3、按混合物中組分:雙組分蒸餾、多組分蒸餾
4、按操作方式分:間歇蒸餾、連續蒸餾
四, 蒸餾的主要儀器:蒸餾燒瓶,溫度計,冷凝管,牛角管,酒精燈,石棉網,鐵架台,錐形瓶,橡膠塞
『貳』 連續蒸餾的優點
連續蒸餾的優點提高了蒸餾效率。不間斷地進料和加熱並同時連續采出各個餾份的蒸餾過程。
『叄』 求化工原理知識點提要
一、流體力學及其輸送
1.單元操作:物理化學變化的單個操作過程,如過濾、蒸餾、萃取.
2.四個基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡關系、過程速率.
3.牛頓粘性定律:F=±τA=±μA/dy,(F:剪應力;A:面積;μ:粘度;/dy:速度梯度).
4.兩種流動形態:層流和湍流.流動形態的判據雷諾數Re=ρ/μ;層流—2000—過渡—4000—湍流.
5.連續性方程:A1u1=A2u2;伯努力方程:gz+p/ρ+1/2u2=C.
6.流體阻力=沿程阻力+局部阻力;范寧公式:沿程壓降:Δpf=λlρu2/2d,沿程阻力:Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ:摩擦系數);層流時λ=64/Re,湍流時λ=F(Re,ε/d),(ε:管壁粗糙度);局部阻力hf=ξu2/2g,(ξ:局部阻力系數,情況不同計算方法不同)
7.流量計:變壓頭流量計(測速管、孔板流量計、文丘里流量計);變截面流量計.
8.離心泵主要參數:流量、壓頭、效率、軸功率;工作點(提供與所需水頭一致);安裝高度(氣蝕現象,氣蝕餘量);泵的型號(泵口直徑和揚程);氣體輸送機械:通風機、鼓風機、壓縮機、真空泵.
二、非均相機械分離
1.顆粒的沉降:層流沉降速度Vt=(ρp-ρ)gdp2/18μ,(ρp-ρ:顆粒與流體密度差,μ:流體粘度);重力沉降(沉降室,H/v=L/u,多層;增稠器,以得到稠漿為目的的沉澱);離心沉降(旋風分離器).
2.過濾:深層過濾和濾餅過濾(常用,助濾劑增加濾餅剛性和空隙率);分類:壓濾、離心過濾,間歇、連續;濾速的康采尼方程:u=(Δp/Lμ)ε3/5a2(1-ε)2,(ε:濾餅空隙率;a:顆粒比表面積;L:層厚).
三、傳熱
1.傳熱方式:熱傳導(傅立葉定律)、對流傳熱(牛頓冷卻定律)、輻射傳熱(四次方定律);熱交換方式:間壁式傳熱、混合式傳熱、蓄熱體傳熱(對蓄熱體的周期性加熱、冷卻).
2.傅立葉定律:dQ= -λdA ,(Q:熱傳導速率;A:等溫面積;λ:比例系數; :溫度梯度);
λ與溫度的關系:λ=λ0(1+at),(a:溫度系數).
3.不同情況下的熱傳導:單層平壁:Q=(t1-t2)/[b/(CmA)]=溫差/熱阻,(b:壁厚;Cm=(λ1-λ2)/2);
多層平壁:Q=(t1-tn+1)/ [bi /(λiA)];單層圓筒:Q=(t1-t2)/[b/(λAm)],(A:圓筒側面積,C= (A2-A1)/ln(A2/A1));
多層圓筒:Q=2πL(t1-t n+1)/ [1/λi [ln(ri+1/ri) ].
4.對流傳熱類型:強制對流傳熱(外加機械能)、自然對流傳熱、(溫差導致)、蒸汽冷凝傳熱(冷壁)、液體沸騰傳熱(熱壁),前兩者無相變,後兩者有相變;牛頓冷卻定律:dQ=hdAΔt,(Δt>0;h:傳熱系數).
5.吸收率A+反射率R+透射率D=1;黑體A=1,鏡體R=1,透熱體D=1,灰體A+R=1;
總輻射能E=Eλdλ,(Eλ:單色輻射能;λ:波長);
四次方定律:E=C(T/100)4=εC0(T/100)4,(C:灰體輻射常數;C0:黑體輻射常數;ε=C/C0:發射率或黑度);
兩物體輻射傳熱:Q1-2=C1-2φA[(T1/100)4-(T2/100)4],(φ:角系數;A:輻射面積;C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)])
6.總傳熱速率方程:dQ=KmdA,(dQ:微元傳熱速率;Km:總傳熱系數;A:傳熱面積);
1/K=1/h1+bA1/λAm+A1/h2A2,(h1,h2:熱、冷流體表面傳熱系數).
7.換熱器:夾套換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器.
四、蒸餾
1.蒸餾分類:操作方式:連續蒸餾、間歇蒸餾;對分離的要求:簡單蒸餾、平衡蒸餾(閃蒸)、精餾、特殊精餾;壓力:常壓蒸餾、加壓蒸餾、減壓蒸餾;組分:雙組分蒸餾和多組分蒸餾(精餾),常用精餾塔.
2.雙組分溶液氣液相平衡:液態泡點方程:xA=[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)],(xA:液態組分A的摩爾分數;p (t):壓強關於溫度的函數);
氣態露點方程:yA=pA/p=[pA(t)/p]×[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)];
平衡常數KA=yA/xA,理想溶液:KA=p°A/p,即組分飽和蒸氣壓和總壓之比;
揮發度:υA=pA/xA,相對揮發度:αAB=υA/υB,最終可導出氣液平衡方程:y=αx/[1+(a-1)x];
氣液平衡相圖:p-x圖(等溫) 、t-x(y)圖(等壓)、x-y圖.
3.平衡蒸餾:qn(F),xF加熱至泡點以上tF,減壓氣化,溫度達到平衡溫度te,兩相平衡qn(D),yD和qn(W),xW;
物料衡算:yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1),(液化率:q=qn(W)/qn(F));
熱量衡算:tF=te+(1-q)γ/Cp,m,(Cp,m:原液的摩爾定壓熱容;γ:原液的摩爾氣化潛熱);平衡關系:yD=αxW/[1+(α-1)xW].
4.簡單蒸餾:持續加熱至釜液組成和餾出液組成達到規定時停止;
關系式:ln[n(F)/n(W)]= {ln(xF/xW)-αln[(1-xF)/(1-xW)]}/(α-1);
總物料衡算:n(F)=n(W)+n(D);易揮發組分衡算:n(F)xF =n(W)xW+n(D)xD;
推出:xD= [n(F)xF-n(W)xW]/[n(F)-n(W)].
5.精餾:多次部分氣化部分冷凝(連續、間歇),泡點不同採取不同的壓力操作,塔板數從上至下記;
塔頂易揮發組分回收率:ηD=qn(D)xD/qn(F)xF×100%,
釜中不易揮發組分回收率:ηW=qn(W)(1-xW)/[qn(F)(1-xF)]×100%;
精餾段總物料衡算:qn(V)=qn(D)+qn(L);精餾段易揮發組分衡算:qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn;(V:各層上升蒸汽量;D:塔頂餾出液量;L:各板下降的液量;yn+1:第n+1塊板上升的蒸汽中易揮發組分的摩爾分數;xn:第n塊板下降的液體中易揮發組分的摩爾分數),
精餾段操作線方程:yn+1=Rxn/(R+1) +xD/(R+1),(迴流比R= qn(L)/qn(D));
提餾段段總物料衡算:qn(L』)=qn(V』)+qn(W);提餾段易揮發組分衡算:qn(L』)x』m=qn(V』)y』m+1 +qn(W)xW ;(W:釜液量),提餾段操作線方程:y』m+1= qn(L』)x』m/qn(V』)-qn(W)xW/qn(V』);
總的物料衡算:qn(F)+qn(V』)+qn(L)=qn(V)+qn(L』),乘上各焓值Hx即為熱量衡算,qn(V)=qn(V』)+(1-q)qn(F),(精餾進料熱狀態參數q=(HV-HF)/(HV-HL),即單位原料液變為飽和蒸汽所需要的熱量與單位原料液潛熱之比);
進料方程:y=qx/(q-1)-xF/(q-1);理論塔板的計算逐板法和圖解法,迴流比R增大理論塔板數減小,解析法:全迴流理論塔板數Nmin={lg[xD(1-xw)/[xw(1-xD)]]}/lgam-1,(am:全塔平均揮發度);
最小迴流比Rmin=(xD-yq)/(yq-xq),(xq,yq:進料時),R實=(1.1—2.0) Rmin;
全塔效率ET為理論塔板數與實際塔板數之比;
間歇精餾:分批精餾,一次進料待釜液達到指定組成後,放出殘液,再次加料,用於分離量少而純度要求高的物料,每批精餾氣化物質的量n(V )= (R+1)n(D),所需時間τ=n(V)/qn(V);
特殊精餾:恆沸精餾(加第三組分,形成新的低恆沸物,增大相對揮發度) 、萃取精餾(加第三組分,增大相對揮發度)、加鹽萃取精餾、分子蒸餾(針對高分子量、高沸點、高粘度、熱穩定性極差的有機物).
五、吸收
1.吸收劑的要求:對溶質的溶解度大,對其他成分溶解度小、易於再生、不易揮發、粘度低、無腐蝕性、無毒不易燃、價低,吸收率η=(mA除/mA進)×100%≈[ (y1-y2)/y1]×100%,(y1,y2:進塔和出塔混合氣中A的摩爾分數).
2.稀溶液中亨利定律:c*A=HpA,(c*A:溶解度;H:溶解度系數;pA:氣相分壓);p*A=ExA,(xA:液相中溶質摩爾分數;E:亨利系數);y*=mx,(平衡常數m=E/p);E=ρs/HMs,(ρs,Ms:純溶劑密度和相對分子質量).
3.費克定律:jA=-DABdcA/dz,(jA:擴散速率;DAB:組分A在組分B中的擴散系數;dcA/dz:組分A在擴散方向z上的濃度梯度);
等分子擴散速率:NA= jA=D(pA,1-pA,2)/RTz;單向擴散:NA=D(pA,1-pA,2)p/RTz pB,m,(p/pB,m:漂流因子,pB,m= (pB,2-pB,1)/ln(pB,2/pB,1),即對數平均值);同理,NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m.
5.吸收塔操作線方程:qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2),(qn(V):二元混合氣摩爾流量;qn(L):液相摩爾流量;x,y:任意一截面液氣相摩爾流量);
最小液氣比[qn(L)/qn(V)]min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)= (1.1—2.0) [qn(L)/qn(V)]min;
低濃度時填料塔高度h=qn(V) [dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L) [dx/(x*-x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL,(K:傳質系數;S:塔截面積;a:單位體積填料有效接觸面積;NOG= [dy/(y-y*)]:氣相總傳質單元數;HOG =qn(V)/KyaS:氣相總傳質單元高度);
相平衡線為直線時:NOG=ln[(1-S』)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S』]/(1-S』),NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A]/(1-A),(吸收因數:A=1/S』= qm(V)/mqm(V)).
5.填料塔:液體上進下出,氣體下進上出,其中設有液體在分布器,可使其均勻分布於填料表面,塔頂可按轉除末器.
六、乾燥
1.絕對濕度δ=0.622pV/(p-pV),(pV:水蒸汽分壓);相對濕度φ= pV/pS,(pS:水蒸汽飽和分壓);濕焓I=Ig+δIv,(Ig:絕干空氣的焓;Iv:水蒸汽的焓).
2.物料的干基濕含量X=m水/m絕干,是基濕含量ω=m水/m總×100%,ω=X/(1+X);物料分類:非吸濕毛細孔物料、吸濕多孔物料和膠體無孔物料;物料與水分:總水分、平衡水分、自由水分、非結合水分、結合水分.
3.乾燥過程物料衡算:qm,c(X1-X2)=qm,L(δ2-δ1)=qm,W,(qm,c:絕對乾料的質量流量;qm,L:絕干空氣質量流量;qm,W:乾料蒸發出水分的質量流量),即濕物料減少水分等於干空氣中增加的水分;
熱量衡算:q=qD+qP=qm,L(I2-I0)+qm,c(I』2-I』1)+qL,(qD:單位時間乾燥器熱量;qP:單位時間預熱氣熱量;qL:單位時間熱損失;I2:出乾燥器的空氣的焓;I0:進預熱器的空氣的焓;I』2,I』1:進出乾燥器物料的焓),qD=qm,L(I1-I0) =qm,L(1.01+1.88δ0) (t1-t0),qD=qm,L(I2-I1)+qm,c(I』2-I』1)+qL;
乾燥器熱效率:η=qd/qP×100%,(qd=qm,L(1.01+1.88δ0) (t1-t2)).
4.乾燥速率U=h(t-tW)/rtw,(h:對流表面傳熱系數;t:恆定乾燥條件下空氣平均溫度;tW:初始狀態空氣濕球溫度;r:飽和蒸汽冷凝潛熱);
恆速乾燥階段時間:τ1=qm,c(X1-Xc)/UcS,(Xc:臨界濕含量;S:乾燥面積),
降速乾燥階段時間:τ2=qm,c(Xc-X*)ln[(Xc-X*)/( X2-X*)]/UcS.
5.乾燥器分類:廂式乾燥器、隧道乾燥器、轉筒乾燥器、帶式乾燥器、轉鼓乾燥器、噴霧乾燥、流化床乾燥器、氣流乾燥器、微波高頻乾燥.
七、新型分離技術
1.超臨界萃取:以超臨界流體作萃取劑(密度接近於液體,而粘度接近於氣體,擴散系數位於兩者之間),其具有很強的選擇性和溶解能力,傳質速率大;流程可分為:等溫法、等壓法和吸附吸收法.
2.膜分離技術:微濾、超濾、納濾、反滲透、透析、電滲析、氣膜膜分離、滲透氣化(溶質發生相變化,再透過側以氣相狀態存在).
『肆』 焦油連續蒸餾工藝制度的主要指標有哪些
以一塔式流程為例,焦油連續蒸餾的工藝制度主要指標如下:)原料焦油水分不大於4%,符合質量要求;2)焦油貯槽應保持80~90℃;3)配入的雜油及外來焦油應與本廠原料焦油均勻混合;4)管式爐一段前焦油水分小於1%;5)一段加熱前焦油溫度80~95℃;6)一段蒸發器後焦油水分小於0.5%;7)管式爐一段出口焦油溫度125~135℃;8)管式爐二段出口焦油溫度400±5℃;9)一段蒸發器後焦油溫度110~115℃;10)一段蒸發器後油汽溫度105℃;11)二段蒸發器後瀝青溫度330~340℃;12)二段蒸發器後油汽溫度320~325℃;13)管式爐爐膛溫度不超過800℃;14)管式爐煙道廢氣溫度;方箱式:不超過300℃;圓筒式:不超過400℃;15)精餾塔頂油汽溫度110~120℃;16)酚油餾分切取溫度150℃;17)萘油餾分切取溫度200℃;18)洗油餾分切取溫度230℃;19)二蒽油餾分切取溫度300~310℃;20)精餾塔底溫度280℃;21)各冷凝器、冷卻器、冷卻水溫度不超過45℃;22)各餾分冷卻後的溫度:輕油30~40℃,一蒽油、二蒽油85~95℃,三混油70~80℃。23)方箱式管式爐煙道吸力98Pa左右;24)一次蒸發器內壓力不超過29400Pa;25)二次蒸發器及餾分塔壓力不超過49000Pa;26)一段、二段焦油泵流量波動不超過±0.5m3/h;27)一段焦油泵流量比二段焦油泵流量大0.5~1.0
m3/h;28)一段焦油泵壓力不超過0.58MPa;29)二段焦油泵出口壓力不超過1.176
MPa;30)輕油迴流量為無水焦油量的40%;31)低壓蒸汽壓力為0.294~3.92
MPa;32)圓筒式管式爐蒸汽壓力不低於1.176
MPa;33)煤氣總管壓力不低於2450Pa;34)餾分塔過熱蒸汽量不超過無水焦油量的2.5%;35)二次蒸發器蒸汽用量為無水焦油量的2.0%;
『伍』 什麼叫連續蒸餾
就是不停的加入原料液保持不斷有一定組成的餾出液流出。
『陸』 蒸餾的基本原理
原理:以液體混合物的汽液平衡為基礎,利用混合物中各組分(或餾分)在同一溫度下具有不同的飽和蒸汽壓性質,使混合物得以分離提純。蒸餾與其它的分離手段,如萃取、過濾結晶等相比,它的優點在於不需使用系統組分以外的其它溶劑,從而保證不會引入新的雜質。
蒸餾的分類
1.按方式分:簡單蒸餾、平衡蒸餾 、精餾、特殊精餾
2.按操作壓強分:常壓、加壓、減壓
3.按混合物中組分:雙組分蒸餾、多組分蒸餾
4.按操作方式分:間歇蒸餾、連續蒸餾
蒸餾的特點
1.通過蒸餾操作,可以直接獲得所需要的產品,而吸收和萃取還需要如其它組分。
2.蒸餾分離應用較廣泛,歷史悠久。
3.能耗大,在生產過程中產生大量的氣相或液相。
主要儀器
蒸餾燒瓶(帶支管的),溫度計,冷凝管,牛角管,酒精燈,石棉網,鐵架台,支口錐形瓶,橡膠塞。
『柒』 威士忌蒸餾方式有幾種
①連續蒸餾也稱塔式蒸餾,生產效率高,成本低,但酒體顯粗糙,雜醇油含量較高。
②壺式蒸餾分兩次、三次蒸餾,效率低,成本高,但酒體細膩干凈,雜醇油含量可忽略不計。
『捌』 蒸餾操作中有哪些需要注意的事項
高中化學中蒸餾應注意事項:1、 控制好加熱溫度。2、選用短頸蒸餾瓶或版者採取其它保溫權措施等,保證蒸餾順利進行。3、蒸餾之前,必須了解被蒸餾的物質及其雜質的沸點和飽和蒸氣壓,以決定何時收集餾分。4、 蒸餾燒瓶應當採用圓底燒瓶。5、在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片,防止液體暴沸。6、溫度計水銀球的位置應與支管口下端位於同一水平線上。7、蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過其容積的2/3,也不能少於1/3。8、冷凝管中冷卻水從下口進,上口出。9、加熱溫度不能超過混合物中沸點最高物質的沸點。蒸餾是指利用液體混合物中各組分揮發性的差異而將組分分離的傳質過程。一、特點1.通過蒸餾操作,可以直接獲得所需要的產品,而吸收和萃取還需要如其它組分。2.蒸餾分離應用較廣泛,歷史悠久。3.能耗大,在生產過程中產生大量的氣相或液相。二、分類1.按方式分:簡單蒸餾、平衡蒸餾 、精餾、特殊精餾。2.按操作壓強分:常壓、加壓、減壓。3.按混合物中組分:雙組分蒸餾、多組分蒸餾。4.按操作方式分:間歇蒸餾、連續蒸餾。三、主要儀器蒸餾燒瓶(帶支管的),溫度計,冷凝管,牛角管,酒精燈,石棉網,鐵架台,支口錐形瓶,橡膠塞
『玖』 五效蒸餾和六效蒸餾的功效區別
五效蒸餾和六效蒸餾的功效區別是列管列管多效蒸餾水機,均是由蒸餾塔,預熱器,氣液分離器,冷凝器,料水泵,過濾器,控制閥,流量計,框架,管路及控制器組成,其中主要是蒸餾塔,預熱器,氣液分離器這三類的各部分數量決定多效蒸餾水機是四效,五效,還是六效。
五效蒸餾和六效蒸餾的使用
單效濃縮器由各效蒸發器,分離器,冷凝器,熱壓泵,真空設備及液料輸送泵,操作台組成,雙效濃縮器由兩個單效濃縮器串聯組合而成,配合加熱蒸發器,分離器,冷凝器,熱壓泵,真空系統,物料泵,水泵,控制系統組成。
從結構上來說雙效和單效的區別在於多了一效蒸發部件,單效相比於雙效來說結構更簡單,單效濃縮器和雙效的區別有不少,同樣都是工業長常用的廢水處理設備之一,它們各有不同的使用領域和特點,為了幫助客戶更快速的了不同類型的蒸發。
單效濃縮器由各效蒸發器,分離器,冷凝器,熱壓泵,真空設備及液料輸送泵,操作台組成,雙效濃縮器由兩個單效濃縮器串聯組合而成,配合加熱蒸發器,分離器,冷凝器,熱壓泵,真空系統,物料泵,水泵,控制系統組成。
『拾』 蒸餾操作的要點
(1)在蒸來餾燒瓶中放少量碎瓷片,源防止液體暴沸。
(2)溫度計水銀球的位置應與支管口下端位於同一水平線上。
(3)蒸餾燒瓶中所盛放液體不能超過其容積的2/3,也不能少於1/3。
(4)冷凝管中冷卻水從下口進,上口出。
(5)加熱溫度不能超過混合物中沸點最高物質的沸點。
蒸餾是一種熱力學的分離工藝,它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同,使低沸點組分蒸發,再冷凝以分離整個組分的單元操作過程,是蒸發和冷凝兩種單元操作的聯合。
與其它的分離手段,如萃取、過濾結晶等相比,它的優點在於不需使用系統組分以外的其它溶劑,從而保證不會引入新的雜質。
(10)6連續蒸餾擴展閱讀
蒸餾操作特點:
1.通過蒸餾操作,可以直接獲得所需要的產品,而吸收和萃取還需要如其它組分。
2.蒸餾分離應用較廣泛,歷史悠久。
3.能耗大,在生產過程中產生大量的氣相或液相。
分類:
1.按方式分:簡單蒸餾、平衡蒸餾、精餾、特殊精餾
2.按操作壓強分:常壓、加壓、減壓
3.按混合物中組分:雙組分蒸餾、多組分蒸餾
4.按操作方式分:間歇蒸餾、連續蒸餾