精餾綜述
(作者未知) 2011/6/30
(接上頁)性質(zhì)來實現(xiàn)分離的精餾過程。通常在欲分離的混合溶液中加入恒沸劑,使其與溶液中的一個或者兩個組分形成共拂物,以增大欲分離組分間的相對揮發(fā)度而使分離易于進行。
3.1.2 萃取精餾 萃取精餾也是一種應(yīng)用很廣的特殊精餾。它與共沸精餾一樣,是在原溶液中加入第三種組分,通常稱之為溶劑或萃取劑,使原來兩種組分揮發(fā)度的差別有顯著的提高。工業(yè)上就是利用這一現(xiàn)象,通過加入合適的溶劑,實現(xiàn)原來揮發(fā)度相差很小或形成恒沸物的體系的分離。所添加的溶劑一般沸點較高,且不與任一組分形成恒沸物。在萃取精餾中,從塔頂可以得到在溶劑中溶解度較小的組分,溶劑與易溶組分從塔底排出。然后回收溶劑,循環(huán)使用。由于第三組分的加入,使得萃取精餾分離混合物的機理和計算比普通精餾要復雜得多。
3.1.3 加鹽精餾 當鹽溶解在多組份的液相混合物中,將發(fā)生一系列的鹽效應(yīng),包括沸點、組分間的互溶度以及相平衡時汽液相組成的變化。對于精餾分離來說,汽液平衡時組成的變化是最重要的。近年來關(guān)于鹽對汽液平衡的研究工作,關(guān)于用固體溶鹽作為萃取劑進行的溶鹽精餾或在萃取溶劑中加入固體鹽,以增強原有萃取劑的性能的加鹽萃取精餾,愈來愈受到廣大研究人員的重視。
3.2 復合(或藕合)精餾過程 為了強化傳質(zhì)過程,簡化工藝流程,研究開發(fā)出了形式多樣的復合(或藕合)精餾分離過程,這其中比較典型的有反應(yīng)精餾、吸附精餾、結(jié)晶精餾、膜精餾等。
3.2.1
反應(yīng)精餾 反應(yīng)精餾是將反應(yīng)過程與精餾分離有機結(jié)合在同一設(shè)備中進行的一種耦合過程。反應(yīng)精餾技術(shù)與傳統(tǒng)的反應(yīng)和精餾技術(shù)相比,具有如下突出的優(yōu)點:反應(yīng)和精餾過程在同一個設(shè)備內(nèi)完成,投資少,操作費用低,節(jié)能;反應(yīng)和精餾同時進行,不僅改進了精餾性能,而且借助精餾的分離作用,提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性;通過及時移走反應(yīng)產(chǎn)物,能克服可逆反應(yīng)的化學平衡轉(zhuǎn)化率的限制,或提高串聯(lián)或平行反應(yīng)的選擇性;溫度易于控制,避免出現(xiàn)“熱點”問題:縮短反應(yīng)時間,提高生產(chǎn)能力。反應(yīng)精餾只適用于化學反應(yīng)和精餾過程可在同樣溫度和壓力范圍內(nèi)進行的工藝過程。此外,在反應(yīng)和精餾相互耦合過程中,還有許多的問題,如精細化工生產(chǎn)的間歇反應(yīng)精餾非穩(wěn)態(tài)特性、反應(yīng)和精餾過程的最佳匹配、固體催化劑失活引起的操作困難、開發(fā)通用的反應(yīng)精餾過程模擬軟件和設(shè)計方法等方面,還有待進一步研究。當前對反應(yīng)精餾的研究主要集中在催化劑的選擇及其裝填形式、反應(yīng)精餾塔內(nèi)的反應(yīng)動力學、熱力學和流體力學的研究、反應(yīng)精餾的工藝優(yōu)化以及如何找出反應(yīng)精餾過程中的氣液平衡關(guān)系,以指導工業(yè)化生產(chǎn)。
3.2.2 吸附精餾 吸附具有分離因數(shù)高、產(chǎn)品純度高和能耗低等優(yōu)點。吸附過程適用于恒沸或同分異構(gòu)等這些相對揮發(fā)度小、用普通精餾無法分離或不經(jīng)濟的物系的分離。但是吸附過程也有吸附劑用量大、多為間歇操作難于實現(xiàn)操作連續(xù)化及產(chǎn)品收率低的缺點。因此,吸附和精餾具有較強的互補性,據(jù)此開發(fā)了一種被稱作吸附精餾的新分離過程。該過程使吸附與精餾操作在同一分離塔中進行,既提高了分離因數(shù),又使精餾與脫附操作在同一脫附塔中進行,強化了脫附作用。因此,吸附精餾過程具有分離因數(shù)高、操作連續(xù)、能耗低和生產(chǎn)能力大的優(yōu)點,它適于恒沸物系和沸點相近系的分離及需要高純產(chǎn)品的情況。
3.2.3
膜精餾 膜精餾是將膜與精餾過程相結(jié)合的分離方法。膜精餾就是用疏水性微孔膜將兩種不同溫度的溶液分開,較高溫度側(cè)溶液中易揮發(fā)的物質(zhì)呈氣態(tài)透過膜進入另一側(cè)并冷凝的分離過程。膜蒸餾與傳統(tǒng)蒸餾相比,不需復雜的蒸餾系統(tǒng),且能得到更純凈的餾出液;與一般的蒸發(fā)過程比,它的單位體積的蒸發(fā)面積大,與反滲透比較,它對設(shè)備的要求低且過程中溶液濃度變化的影響小。另外,膜蒸餾過程能在常壓和較低溫度下操作,能利用工業(yè)余熱、地熱及太陽能等廉價能源,因而膜精餾被認為是一種節(jié)能高效的分離技術(shù),為緩解能源的緊張?zhí)峁┝撕唵斡行У募夹g(shù)方法。
3.3 非常規(guī)條件下的精餾 非常規(guī)條件是一個相對概念,相對通常的精餾過程而言,非常規(guī)條件下的精餾是指操作參數(shù)(如操作溫度、壓力等)在較為極端的條件下進行,或是分離對象或獲得產(chǎn)品質(zhì)量(純度)要求很高等。
3.3.1
真空精餾 真空精餾是指精餾過程在真空下進行的操作,常用于高沸點物質(zhì)或熱敏物質(zhì)的分離與提純。真空精餾過程在精細化學品的生產(chǎn)過程中有著廣泛的應(yīng)用,如在染料中間體的分離、天然產(chǎn)物的提取、香料的精制、脂肪酸的分離、高碳鏈烷烴的精制等過程中,都用到了真空精餾技術(shù)。
3.3.2 分子(短程)精餾 分子(短程)精餾是指在高真空(>1Pa)條件下,蒸發(fā)面和冷凝面的間距小于或等于被分離物料的蒸汽分子的平均自由程,由蒸發(fā)面逸出的分子,既不與殘余空氣分子碰撞,自身也不相互碰撞,毫無阻(未完,下一頁)
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