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常規蒸餾應用上的特點

發布時間:2021-10-31 10:12:27

A. 水蒸汽蒸餾的特點是什麼

水蒸氣蒸餾原理 如果兩種液體物質彼此互相溶解的程度很小以至可以忽略不計,就可以視為是不互溶混合物。
在含有幾種不互溶的揮發性物質混合物中,每一組分i 在一定溫度下的分壓pi等於在同一溫度下的該化合物單獨存在時的蒸氣壓pi0 :
pi=pi0
而不是取決於混合物中各化合物的摩爾分數。這就是說該混合物的每一組分是獨立地蒸發的。這一性質與互溶液體的混合物(即溶液)完全不同,互溶液體中每一組分的分壓等於該化合物單獨存在時的蒸氣壓與它在溶液中的摩爾分數的乘積[Raoult定律]。
根據Dalton定律,與一種不互溶混合物液體對應的氣相總壓力p總等於各組成氣體分壓的總和,所以不互溶的揮發性物質的混合物總蒸氣壓如方程式所示:
p總 = p1+ p2+ …… + pi
從上式可知任何溫度下混合物的總蒸氣壓總是大於任一組分的蒸氣壓,因為它包括了混合物其它組分的蒸氣壓。由此可見,在相同外壓下,不互溶物質的混合物的沸點要比其中沸點最低組分的沸騰溫度還要低。 圖1 壓力--溫度關系圖 放大瀏覽圖1表示水(bp100°C)和溴代苯(bp156°C)這二個不互溶混合物的蒸氣壓對溫度的關系曲線。 混合物約在95°C 左右沸騰,即在該溫度時總蒸氣壓等於大氣壓。正如理論上預見的,此溫度低於這個混合物中沸點最低的組分-水的沸點。由於水蒸汽蒸餾可以在100°C 或更低溫度下進行蒸餾操作,對於那些熱穩定性較差和高溫下要分解的化合物的分離,是一種有效的方法。水蒸汽蒸餾中冷凝液的組成由所蒸餾的化合物的分子量以及在此蒸餾溫度時它們的相應蒸氣壓決定。兩個不互溶組分A、B的混合物,假如把A和B的蒸氣當作理想氣體,就可應用理想氣體定律,得到下列關系: pAV = nART =WAMART pBV = nBRT =WBMBRT pApB=WAMBWBMA......式(1)
對於水和溴苯的混合物,在 95°C時溴代苯和水的混合物蒸氣壓分別為p溴苯= 16kpa和p水= 85.3kpa,分子相對質量分別為M溴苯=157、M水= 18,其餾出液的組成可從方程式(1)計算獲得:
W溴苯: W水 = 16×157÷( 85.3×18) = 1.635
由此,在餾出液中,溴苯的質量分數為
1.635÷( 1+ 1.635 )×100 % = 62 % 。
結果,盡管在蒸餾溫度時溴苯的蒸氣壓很小,但由於其相對分子質量大,按質量計在水蒸氣蒸餾液中溴苯要比水多。
鑒於通常有機化合物的分子量要比水大得多,所以一種化合物在接近100°C時有一適當的蒸氣壓,即使只有1kpa,用水蒸氣蒸餾亦可獲得良好效果(以質量對質量作比較)。甚至固體物質有時也可用水蒸氣蒸餾實現提取。

B. 分子蒸餾技術的特點

分子蒸餾技術的特點是,它在實際的工業化應用中較常規蒸餾技術具有以下明顯的優勢。對於高沸點、熱敏性及易氧化物料的分離, 分子蒸餾提供了最佳分離方法。因為分子蒸餾是在很低溫度下操作, 且受熱時間很短; 分子蒸餾可極有效地脫除液體中的低分子物質(如有機溶劑、臭味等), 這對於採用溶劑萃取後液體的脫溶是非常有效的方法; 分子蒸餾可有選擇的蒸出目的產物, 去除其他雜質, 通過多級分離可同時分離兩種以上的物質; 分子蒸餾的分離過程是物理過程, 因而可很好地保護被分離物質不受污染和侵害。隨著工業化的發展, 分子蒸餾技術已廣泛應用於高附加值物質的分離, 特別是天然物的分離, 因而被稱為天然品質的保護者和回歸者。
滲透汽化特點:分離系數大。針對不同物系的性質,選用適當的膜材料與制膜方法可以製得分離系數很大的膜,一般可達幾十、幾百、幾千、甚至更高。因此只用單極即可達到很高的分離效果。滲透汽化雖以組分的蒸汽壓差為推動力,但其分離作用不受組分汽-液平衡的限制,而主要受組分在膜內滲透速率控制。各組分分子結構和極性等的不同,均可成為其分離依據。因此,滲透汽化適合於用精餾方法難以分離的近沸物和恆沸物的分離。過程中不引入其它試劑,產品不會受到污染。過程簡單,附加的處理過程少,操作比較方便。過程中透過物有相變,但因透過物量一般較少,汽化與隨後的冷凝所需能量不大。滲透通量小,一般小於1000g/m2?h,而選擇性高的膜,其通量往往只有100g/m2?h左右,甚至更低。膜後側需抽真空,但通常採用冷凝加抽真空法,需要由真空泵抽出的主要是漏入系統的惰性氣體,抽氣量不大。
滲透汽化適用的分離過程,具有一定揮發性的物質的分離,這是應用滲透汽化法進行分離的先決條件。從混合液中分離出少量物質,例如有機物中少量水的脫除,可以充分利用滲透汽化分離系數大的優點,又可少受透過物汽化耗能與滲透通量小的不利影響。恆沸物的分離,當恆沸液中一種組分的含量較小時,可以直接用滲透汽化法得到純產品。當恆沸物中兩組分含量接近時,可以用滲透汽化與精餾聯合的集成過程。精餾難以分離的近沸物的分離。與反應過程結合。利用其分離系數高,單極分離效果好的特點,選擇性的移走反應產物,促進化學反應的進行。

C. 分餾與簡單蒸餾在原理及應用上有何不同

如果你需要的產物和雜質的沸點相差很大,普通蒸餾就可以將產物和雜質分專開(控制溫度略屬大於其中某物質的沸點,但遠小於另一物質的沸點);假如兩物質的沸點接近,如只相差10℃,就需要增加分餾柱(分餾柱很長,上端氣體冷凝下沉,而下端的蒸汽上升,達到熱交換的效果,這樣易揮發即沸點低的物質較容易獲得能量而蒸出,沸點高的物質所獲能量不足而下沉),這樣就能使得沸點相差不大的物質被分離。

D. 蒸餾和蒸發在應用上有什麼區別

加熱液體使變成蒸氣,再使蒸氣冷卻凝成液體。 蒸發液體蒸騰揮發為水汽的現象。 蒸發只是一種物理現象,而蒸餾是一種提純物質的方法。 在蒸餾的過程中一定有蒸發現象存在,但蒸發的過程不一定是蒸餾。 補充: 蒸餾操作是化學實驗中常用的實驗技術,一般應用於下列幾方面: (1)分離液體混合物,僅對混合物中各成分的沸點有較大的差別時才能達到較有效的分離; (2)測定純化合物的沸點; (3)提純,通過蒸餾含有少量雜質的物質,提高其純度; (4)回收溶劑,或蒸出部分溶劑以濃縮溶液。

E. 什麼叫蒸餾蒸餾操作的依據是什麼有何特點

蒸餾是分離液體混合物的單元操作。利用混合物中各組分間揮發性不同的性質。通過加入或取出熱量的方法,使混合物形成汽液兩相,並讓它們相互接觸進行質量傳遞,致使易揮發組分在氣相中增濃,難揮發組分在液相中增濃,實現混合物的分離。這種操作統稱蒸餾。蒸餾分離的依據是混合物中各組分的揮發性不同,分離的條件是必須造成汽液兩相系統。特點:
⑴通過蒸餾操作,可以直接獲得所需產品,因此蒸餾操作流程簡單
⑵蒸餾分離的適用范圍廣,它不僅可以分離液體混合物,也可以分離氣體混合物或固體混合物。如將空氣加壓液化或將脂肪酸混合物加熱熔化並減壓,以建立汽液兩相系統⑶在蒸餾中由於要產生大量的氣相和液相,因此需消耗大量的能量,或者為建立汽液兩相混合系統,常有高壓、高溫、真空或低溫等條件,也會帶來技術問題等,這是不宜採用蒸餾分離某些物系的原因

F. 分子蒸餾的優勢優點

1. 蒸餾溫度低,分子蒸餾是在遠低於沸點的溫度下進行操作的,只要存在溫度差就可以達到分離目的,這是分子蒸餾與常規蒸餾的本質區別。
2. 蒸餾真空度高,分子蒸餾裝置其內部可以獲得很高的真空度,通常分子蒸餾在很低的壓強下進行操作,因此物料不易氧化受損。
3. 蒸餾液膜薄,傳熱效率高。
4. 物料受熱時間短,受加熱的液面與加冷凝面之間的距離小於輕分子的平均自由程,所以由液面逸出的輕分子幾乎未經碰撞就達到冷凝面。因此,蒸餾物料受熱時間短,在蒸餾溫度下停留時間一般幾秒至幾十秒之間,減少了物料熱分解的機會。
5. 分離程度更高,分子蒸餾能分離常規不易分開的物質
6. 沒有沸騰鼓泡現象,分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發,在低壓力下進行,液體中無溶解的空氣,因此在蒸餾過程中不能使整個液體沸騰,沒有鼓泡現象。
7. 無毒、無害、無污染、無殘留,可得到純凈安全的產物,且操作工藝簡單,設備少。分子蒸餾技術能分離常規蒸餾不易分離的物質。
8. 分子蒸餾設備價格昂貴,分子蒸餾裝置必須保證體系壓力達到的高真空度,對材料密封要求較高,且蒸發面和冷凝面之間的距離要適中,設備加工難度大,造價高。
9. 產品耗能小,由於分子蒸餾整個分離過熱損失少,且由於分子蒸餾裝置獨特的結構形式,內部壓強極低,內部阻力遠比常規蒸餾小,因而可大大節省能耗。 從分子蒸餾技術以上的特點可知,它在實際工業化的應用中比常規蒸餾技術具有以下明顯的優勢:
(1)對於高沸點、熱敏及易氧化物料的分離,分子蒸餾提供了最佳分離方法。因為分子蒸餾在遠低於物料沸點的溫度下操作,而且物料停留時間短;
(2)分子蒸餾可極有效地脫除液體中的物質如有機溶劑、臭味等,這對於採用溶劑萃取後液體的脫溶是非常有效的方法;
(3)分子蒸餾可有選擇地蒸出目的產物,去除其它雜質,通過多級分離可同時分離2種以上的物質;
(4)分子蒸餾的分餾過程是物理過程,因而可很好地保護被分離物質不受污染和侵害。

G. 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。


(7)常規蒸餾應用上的特點擴展閱讀

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

H. 分餾及簡單蒸餾在原理和應用上有何不同

1.蒸餾(Distillation)
將液體混合物加熱至沸使其變為蒸氣,然後將其冷凝為液體的過程版.
蒸餾是分離和提純液權體有機化合物最常用的方法之一.也可作為鑒定有機物和判斷物質純度的一種方法.
2.分餾(fractional
distillation)

I. 與普通蒸餾比,水蒸氣蒸餾有何特點

一、定義:
水蒸氣蒸餾法系指將含有揮發性成分的植物材料與水共蒸餾,使揮發性成分隨專水蒸屬氣一並餾出,經冷凝分取揮發性成分的浸提方法。
二、適用范圍:
該法適用於具有揮發性、能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞、在水中穩定且難溶或不溶於水的植物活性成分的提取。
三、優點:
水蒸汽蒸餾中冷凝液的組成由所蒸餾的化合物的分子量以及在此蒸餾溫度時它們的相應蒸氣壓決定。
水蒸氣蒸餾效果要優於一般蒸餾和重結晶:
m表示氣相下該組分的質量
M表示該組分物質摩爾質量
p表示純物質的蒸氣壓
m(s)/m(水)=p0(s)M(s)/p(水)M(水)
鑒於通常有機化合物的分子量要比水大得多,即使有機化合物在100攝氏度只有5mmHg的蒸氣壓,用水蒸氣蒸餾亦可獲得良好的效果。
直接向不混溶於水的液體混合物中通入水蒸氣的蒸餾方法,常用來降低操作溫度,以便將高沸點或熱敏性物質從料液中蒸發出來,從而得到純化,如脂肪酸、苯胺、松節油的提取和精製。

J. 實沸點蒸餾的特點應用

實沸點蒸餾主要用於原油評價,蒸餾所得的最高餾出溫度相當於常壓下的520℃左右。實沸版點蒸餾最大的缺點是相權當費時且成本高。
近些年出現了用氣相色譜分析來取得石油和石油餾分的模擬實沸點數據的方法(ASTM D2887,D5307)。氣相色譜法模擬實沸點蒸餾可以(節約大量實驗時間,所用的試樣量也很少,但不能得到窄餾分樣品,因此,在作原油評價時,氣相色譜模擬法還不能完全代替實驗室的實沸點蒸餾。

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