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實(shí)驗(yàn)室教學(xué)裝置論文

更新更新時(shí)間:2022-07-15   點(diǎn)擊次數(shù):1213次

把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化,同時(shí)又把產(chǎn)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(guò)程稱為精餾。
為什么把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化同時(shí)又多次部分冷凝,就能分離為純或比較純的組分呢?對(duì)于一次汽化,冷凝來(lái)說(shuō),由于液體混合物中所含的組分的沸點(diǎn)不同,當(dāng)其在一定溫度下部分汽化時(shí),因低沸點(diǎn)物易于氣化,故它在氣相中的濃度較液相高,而液相中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高。這就改變了氣液兩相的組成。當(dāng)對(duì)部分汽化所得蒸汽進(jìn)行部分冷凝時(shí),因高沸點(diǎn)物易于冷凝,使冷凝液中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高,而為冷凝氣中低沸點(diǎn)物的濃度比冷凝液中要高。這樣經(jīng)過(guò)一次部分汽化和部分冷凝,使混合液通過(guò)各組分濃度的改變得到了初步分離。如果多次的這樣進(jìn)行下去,將最終在液相中留下的基本上是高沸點(diǎn)的組分,在氣相中留下的基本上是低沸點(diǎn)的組分。由此可見(jiàn),多次部分汽化和多次部分冷凝同時(shí)進(jìn)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(shí)放出的熱量供給液體氣化時(shí)使用,也就是使氣液兩相直接接觸,在傳熱同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)。為了滿足這一要求,在實(shí)踐中,這種多次部分汽化伴隨多次部分冷凝的過(guò)程是逆流作用的板式設(shè)備中進(jìn)行的。所謂逆流,就是因液體受熱而產(chǎn)生的溫度較高的氣體,自下而上地同塔頂因冷凝而產(chǎn)生的溫度較低的回流液體(富含低沸點(diǎn)組分)作逆向流動(dòng)。塔內(nèi)所發(fā)生的傳熱傳質(zhì)過(guò)程如下1)氣液兩相進(jìn)行熱的交換,利用部分汽化所得氣體混合物中的熱來(lái)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(shí)進(jìn)行質(zhì)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(shí),因揮發(fā)能力的差異(低沸點(diǎn)物揮發(fā)能力強(qiáng),高沸點(diǎn)物揮發(fā)能力差),低沸點(diǎn)物比高沸點(diǎn)物揮發(fā)多,結(jié)果表現(xiàn)為低沸點(diǎn)組分從液相轉(zhuǎn)為氣相,氣相中易揮發(fā)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?yàn)閾]發(fā)能力的差異,使高沸點(diǎn)組分從氣相轉(zhuǎn)為液相,液相中難揮發(fā)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(nèi)的一塊塔盤只進(jìn)行一次部分汽化和部分冷凝,塔盤數(shù)愈多,部分汽化和部分冷凝的次數(shù)愈多,分離效果愈好。
通過(guò)整個(gè)精餾過(guò)程,最終由塔頂?shù)玫礁呒兌鹊囊讚]發(fā)組分,塔尖得到的基本上是難揮發(fā)的組分。


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