精餾過程的原理是什麼為什麼精餾塔必須有迴流

2021-03-06 23:25:31 字數 4995 閱讀 1910

1樓:angela韓雪倩

精餾過程的大致原理是料液從塔的中部加入,進料口以上的塔段,把上升蒸氣中易揮發組分進一步增濃,稱為精餾段;進料口以下的塔段,從下降液體中提取易揮發組分,稱為提餾段。

至於為什麼必須有迴流是因為精餾塔從塔頂引出的蒸氣經冷凝,一部分凝液作為迴流液從塔頂返回精餾塔,其餘餾出液即為塔頂產品。

塔底引出的液體經再沸器部分氣化,蒸氣沿塔上升,餘下的液體作為塔底產品。塔頂回流入塔的液體量與塔頂產品量之比稱為迴流比,其大小會影響精餾操作的分離效果和能耗。

2樓:匿名使用者

1:部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分離,它們均是籍混合物中各組分揮發性的差異而達到分離的目的,這就是蒸餾及精餾分離的依據。

2:精餾之所以區別於蒸餾就在於精餾有「迴流」,而蒸餾沒有「迴流」。迴流包括塔頂的液相迴流與塔釜部分汽化造成的氣相迴流。

迴流是構成汽、液兩相接觸傳質使精餾過程得以連續進行的必要條件。若塔頂沒有液相迴流,或是塔底沒有再沸器產生蒸汽迴流,則塔板上的氣液傳質就缺少了相互作用的一方,也就失去了塔板的分離作用。因此,迴流液的逐板下降和蒸汽的逐板上升是實現精餾的必要條件。

3樓:

把液體混合物進行多次部分汽化,同時又把產生的蒸汽多次部分冷凝,使混合物分離為所要求組分的操作過程稱為精餾。

為什麼把液體混合物進行多次部分汽化同時又多次部分冷凝,就能分離為純或比較純的組分呢?對於一次汽化,冷凝來說,由於液體混合物中所含的組分的沸點不同,當其在一定溫度下部分汽化時,因低沸點物易於氣化,故它在氣相中的濃度較液相高,而液相中高沸點物的濃度較氣相高。這就改變了氣液兩相的組成。

當對部分汽化所得蒸汽進行部分冷凝時,因高沸點物易於冷凝,使冷凝液中高沸點物的濃度較氣相高,而為冷凝氣中低沸點物的濃度比冷凝液中要高。這樣經過一次部分汽化和部分冷凝,使混合液通過各組分濃度的改變得到了初步分離。如果多次的這樣進行下去,將最終在液相中留下的基本上是高沸點的組分,在氣相中留下的基本上是低沸點的組分。

由此可見,多次部分汽化和多次部分冷凝同時進行,就可以將混合物分離為純或比較純的組分。

液體氣化要吸收熱量,氣體冷凝要放出熱量。為了合理的利用熱量,我們可以把氣體冷凝時放出的熱量供給液體氣化時使用,也就是使氣液兩相直接接觸,在傳熱同時進行傳質。為了滿足這一要求,在實踐中,這種多次部分汽化伴隨多次部分冷凝的過程是逆流作用的板式裝置中進行的。

所謂逆流,就是因液體受熱而產生的溫度較高的氣體,自下而上地同塔頂因冷凝而產生的溫度較低的迴流液體(富含低沸點組分)作逆向流動。塔內所發生的傳熱傳質過程如下1)氣液兩相進行熱的交換,利用部分汽化所得氣體混合物中的熱來加熱部分冷凝所得的液體混合物;2)氣液兩相在熱交換的同時進行質的交換。溫度較低的液體混合物被溫度較高的氣體混合物加熱二部分汽化。

此時,因揮發能力的差異(低沸點物揮發能力強,高沸點物揮發能力差),低沸點物比高沸點物揮發多,結果表現為低沸點組分從液相轉為氣相,氣相中易揮發組分增濃;同理,溫度較高的氣相混合物,因加熱了溫度較低的液體混合物,而使自己部分冷凝,同樣因為揮發能力的差異,使高沸點組分從氣相轉為液相,液相中難揮發組分增濃。

精餾塔是由若干塔板組成的,塔的最上部稱為塔頂,塔的最下部稱為塔釜。塔內的一塊塔盤只進行一次部分汽化和部分冷凝,塔盤數愈多,部分汽化和部分冷凝的次數愈多,分離效果愈好。

通過整個精餾過程,最終由塔頂得到高純度的易揮發組分,塔尖得到的基本上是難揮發的組分。

精餾塔迴流是為了保證提餾段工作狀態穩定,使迴流液體略過冷迴流可以在不增加回流量的同時增加理論迴流比,因為迴流液進入提餾段後會使提餾段上升的蒸汽大量冷凝,提高塔頂產品純度的同時又可以保證塔頂產品的數量,但是有一點不好是增加塔釜的熱負荷,熱量消耗較大,如果產品的附加值高,那麼經濟上還是比較合理的,比飽和液體迴流划算的多!( _- p4 k: [.

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對於全冷凝冷凝器的精餾裝置,工業上大多數迴流採用冷迴流,主要原因為:1、塔頂氣相在冷凝過程中可以達到冷凝完全,減少氣相排放損失。2、全冷凝塔頂溫度要控制在飽和液體狀態是不容易控制的。

3、略過冷迴流可以在不增加回流量的同時增加理論迴流比。

4樓:思念家鄉

精餾是氣液兩相多次逆向接觸相互傳質傳熱的過程

迴流提供逆向接觸的液相,提高精餾的精度,分離出理想組分

精餾塔工作原理

5樓:匿名使用者

原理:利用混合物中各組

分具有不同的揮發度,即在同一溫度下各組分的蒸氣壓不同這一性質,使液相中的輕組分(低沸物)轉移到氣相中,而氣相中的重組分(高沸物)轉移到液相中,從而實現分離的目的。

無論是平衡蒸餾還是簡單蒸餾,雖然可以起到一定的分離作用,但是並不能將一混合物分離為具有一定量的高純度產品。在石油化工生產中常常要求獲得純度很高的產品,通過精餾過程可以獲得這種高純度的產品。

擴充套件資料然而由於成分分析儀表**昂貴,維護保養麻煩,取樣週期較長(即反應緩慢,滯後較大)而且應用中有時也不太可靠,所以成分分析儀表的應用受到了一定的限制。因此,精餾塔產品質量指標通常採用間接質量指標。

6樓:匿名使用者

精餾塔的工作原理是酒精通過以上兩塔蒸餾後,酒精濃度還需要進一步提高,雜質還需進一步排除,精餾塔的蒸餾目的就是通過加熱蒸發、冷凝、迴流,上除頭級雜質,中提雜醇油,下排尾級雜質,獲得符合質量標準的成品——酒精。

7樓:匿名使用者

在發酵成熟醪中,不單是含有酒精,還含有其它幾十種成分的物質,若加上水,這些物質的含量遠遠超過酒精的含量,成熟醒中酒精含量僅為7—11%(容量)左右,而包括水、醇類、醛類、酸類、脂類的雜質幾乎佔90%,要得到純淨的酒精,就必須採用一定的方法,把酒精從成熟醪中分離出來。生產中是採用加熱蒸餾的辦法,把各種不同沸點、比重、揮發性的物質從不同的裝置中分離出來,從而得到較高純度的酒精。   粗餾塔的工作原理為發酵成熟醪通過預熱後,進入粗餾塔中的上部,塔底不斷均勻地通入加熱蒸氣,這時由於加熱的作用就可將成熟醪中液態酒精轉變為酒精氣體,同時其它低沸點和揮發性的雜質,都成為氣態,和酒精一同進入排醛塔中(也可直接進入精餾塔),塔底將蒸餾後的廢糟排出塔外。

   粗餾塔執行正常時,塔頂溫度不得低於93℃,但也不能過高,過高的頂溫對分離無利,且耗蒸氣量大。一般控制在95—96℃。溫度過低,醒中的酒精沒有完全蒸發出來,逃酒率明顯增大。

純酒精的沸點是78.3℃,但混有水等成分的混合液體的沸點遠遠不止78.3℃,所以,粗餾塔底溫控制不應低於105℃,一般在105℃—109℃之間。

成熟醪進入粗餾塔前必須進行預熱,減小溫差,有利於粗餾塔穩定執行。一般應將醪預熱溫度控制在60—70℃之間,有些生產單位由於裝置效能的影響,一般偏低5—10℃。   除醛塔的工作原理是成熟醪中的酒精經過粗餾後,由氣態從粗餾塔頂進入除醛塔中,通過除醛塔內再適量的加熱、冷凝、迴流,使粗酒精中所含的醛、酯等低沸點、易揮發的雜質從排醛管中排出,脫醛酒精從醛塔底部進入液相精餾塔,部分酒頭從酒頭管中進入後發酵罐的醪中或成熟醪中。

   正常情況下,除醛塔底部溫度為86—89℃,塔頂溫度控制在79℃,除醛塔上的1*冷凝器水溫不應低於60℃,最後一個冷凝器的溫度不得低於25℃。   精餾塔的工作原理是酒精通過以上兩塔蒸餾後,酒精濃度還需要進一步提高,雜質還需進一步排除,精餾塔的蒸餾目的就是通過加熱蒸發、冷凝、迴流,上除頭級雜質,中提雜醇油,下排尾級雜質,獲得符合質量標準的成品——酒精。   精餾塔的塔頂溫度一般應控制在79℃,塔底溫度應控制在105—107℃,塔中溫度在取酒正常的情況下,在88—92℃之間。

精餾塔上的1*冷凝器水溫應在60—65℃,2*冷凝器應在35—40℃,最後一個冷凝器溫度最好不低於25℃。

8樓:夔多班元槐

精餾塔一般分為兩大類:填料塔和板式塔。板式塔又有篩板塔,浮閥塔,泡罩塔等多種型式。

但實驗室的精餾塔多用玻璃或金屬製成。其中最常用的是玻璃精餾塔。其中最常用的是玻璃精餾塔。

玻璃精餾塔主要由塔釜、玻璃精餾柱、玻璃精餾頭和冷凝器所組成。

2.精餾柱精餾塔的塔身稱為精餾柱。若採用填料塔,柱內堆著不規則的填料,使氣液兩相達到良好傳質。填料層的高度即為精餾柱的有效分離長度。

為了消除避流和溝通現象,可能將填料層分作多段,而將每一柱段的迴流液加以收集,再重新分佈到柱的中心。

需要絕熱精餾的過程,可將填料柱製成真空夾套以便保溫。根據處理的物料量及所要求的分離效率來確定精餾柱的尺寸。實驗常用精餾柱有直徑為700mm、1000mm和1300mm。

柱的高度限制在500mm和1500mm之間。

影響分離能力的因素很多,其中以柱內裝填的填料影響尤其重要。在一定的填料層高度內,填料的總表面積與填料的型式,規格,材質以及填料的裝填方法均有關,其影響到液膜的厚度,壓降和分離效率。一般規定填料尺寸應小於柱徑的1/10,並以柱徑與填料尺寸之比保持在10:

1到12:1為宜。現已有很多高效填料品種,如不鏽鋼θ環填料和不鏽鋼三角螺旋填料,所選填料應能保持適當的持液量,使液體能完全潤溼填料,以保證汽液充分接觸進行質的交換,這與填料的比表面及填料可潤溼性有關。

填料的分離效率常用等板高度表示。

3.塔釜和餾分收集器

實驗室的精餾塔塔釜可以採用平底燒瓶或圓底燒瓶,通常使用標準化的帶有磨口接頭的圓底燒瓶,且以短頸的三頸燒瓶為最好。它的兩根支頸與瓶中心的頸的軸線在瓶底相交,這兩根帶有磨口的支頸是裝溫度計,加料或出料,氣體或蒸氣引入管以及取樣管使用的,頸上最好帶有能供夾持彈簧拉拉的小鉤,以免壓力過大而鬆脫。瓶中放置待分離的物質,其裝料量最多為容積的三分之二,而真空精餾時,則不超過二分之一。

塔釜液可以直接使用電加熱,也可以間接地用熱載體加熱,用電加熱有容易調節和控制的優點。

4.精餾頭/分餾頭

分餾頭是精餾柱和冷凝器之間的連線件,帶有調節和測量回流比的裝置。根據塔頂回流的方式不同,精餾頭有部分冷凝和全冷凝精餾頭之分。當內迴流控制時,即是塔頂產物以氣態取出時,通常採用分凝形式。

工業上常加入一個分凝器來產生迴流,而把取出的餾出物在一個產物冷凝器中加以冷凝。但是採用分凝器時,要控制一定的迴流比是蒸氣組分和量發生很大變化。所以實驗室中最常用的和最可靠的方法還是全冷凝,即是將塔頂的蒸氣採用全凝形式,以液態出料,凝液再通過精餾頭以自流的形式流入塔內,這樣就能比較方便地根據迴流比來分配凝液。

尤其是在要保持高迴流比的情況下更是如此。迴流方面,為了準確地調節和測量回流,迴流比控制器應易於調節和測量,精餾頭的滯料量少,結構簡單和結實,能準確地測量蒸氣溫度,迴流要在沸點溫度或略低下的溫度下流回柱內。

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