舒忠杰
(浙江藍天環保高科技股份有限公司,浙江杭州 310000)
精餾分離技術的分類及應用研究
舒忠杰
(浙江藍天環保高科技股份有限公司,浙江杭州 310000)
隨著經濟的發展,我國化學工程水平不斷提高,而最經典和最重要的莫過于精餾過程。因為精餾技術在化學分離過程中有著得天獨厚的優勢,所以受到人們很大的關注。精餾分離技術的特點獨特,在工業中得到人們的重視并且廣泛應用在多個領域,對社會和科技的發展帶來很大的幫助。主要研究精餾分離技術的操作方法等特點,對精餾分離技術進行介紹,讓人們能夠了解精餾分離技術的應用和分類。
精餾;分離技術;分類;應用研究
分離技術廣泛的應用在醫學,食品,環保,化工和冶金等領域,其涉及范圍十分廣闊。精餾分離技術是指在一定的儀器中通過加熱生成的氣液兩種體系利用混合物中各組份揮發度的差別將其多次汽化冷凝進行分離。利用精餾分離技術得到的產物都是比較純的。
1.1 按照操作方法進行分類
對于精餾分離技術的操作方法來說,包括以下兩種方法:一是間歇精餾,它的另外一種稱呼方式為分批精餾,主要是在精餾的過程中將一些原料一次性加入塔釜當中,塔釜中的液體在精餾的不斷進行中會發生化學變化,氣態和液態的易揮發組分會越來越少。當塔底中的易揮發組分含量到了某一個規定值以下,精餾就會停止,此時塔頂就會獲得沸騰的氣體,塔底會得到一些分離度較高的殘留液。這就是間歇精餾的操作過程,因為間歇精餾大多適用于多品種或者小規模生產,所以間歇精餾產品的應用很廣泛,在一些小型化工企業有著不可動搖的生產地位。另一種是連續精餾,它的原理是將原料液從精餾塔的加料處輸送進去,然后使其逐漸下降到塔底。之后另一部分將進入再沸器。被氣化的氣體被再沸器加熱,從塔底進入中餾塔,然后到達塔頂后被冷凝。冷凝液一部分變成液體再次返回塔內,另一部分則作為流出液產出。當精餾操作特別規范的時候,原料只需要連續不斷的加入容器,就會產生含量高的餾出液產品,并且揮發含量高的塔底固態產品,適用于大規模生產。
1.2 按操作壓力進行分類
從精餾分離技術的操作壓力來看,其包括常壓精餾,減壓精餾和加壓精餾三種。運用這些精餾方法的目的就是通過不同的壓力,對精餾組分的沸點進行改變,從而分離出其需要的產物。比如利用壓力精餾方法研究如何從液體中將醋酸提取出來,并且可以循環使用。通過改變蒸餾溫度在不同壓力下進行操作,從而萃取出醋酸,并且效率十分高,大大降低了能量消耗,節約了資金的投入。
1.3 按分離物特點進行分類
當分離混合物的揮發度特別接近時,利用普通的精餾分離方法就難以進行分離,需要非常復雜的過程才能對其進行分離,而這時可以采用共沸精餾,萃取精餾,熔鹽精餾,反應精餾等進行分離。
共沸精餾是指在共沸溶液中加入第三種化學成分,若該成分能與溶液中的一種反應形成共沸物,且這種新的共沸物的揮發度和原有成分的揮發度不同,就會更加容易提取出,可用新的共沸物中的成分與含量的不同對其進行分離。共沸精餾既可連續操作,也可以分步操作。對于原有的兩種混合物,宜采用分步精餾操作,利用分別共沸蒸餾法制取無水乙醇的實驗,表明該方法對化學精餾分離的分餾質量非常高。
萃取精餾是向原料中加入第三組分,通過該組分的萃取作用,改變原有組分的揮發度,使其更加容易的分離出相應的產物,在很多領域,利用萃取精餾方法可以完成普通精餾無法完成的分離任務。萃取精餾在工業中通常是連續操作方式進行作業,但是隨著化工產品不斷的發展,科學家提出了間歇萃取精餾的操作方法,這種方法的好處是其設備簡單投資小,利用蒸餾水做萃取劑萃取精餾塔中的甲醇的實驗,結果表明萃取精餾間歇方法對乙醇的回收率和利用率特別高。
溶鹽精餾是利用氣液平衡鹽的反應效果,適用于含水共沸體系分離鹽在塔頂回流中,與溶液溶解在一起以后會回流到塔中。并且反應后的產物鹽可以循環使用。一種把鹽融入溶劑,形成萃取分離的蒸餾方法,加鹽萃取精餾,利用溶鹽精餾的原理對溶劑進行改進,使其容易進行分離,其性能大大增加了化學產物的提取,解決了資源浪費的問題。
反應精餾則是通過加入具有反應選擇性的第三組分,利用化學反應將其進行分離,并且結合在同一設備當中。混合物十分容易分離,而按照反應中的催化劑的使用,則可將其分為兩種,分別是催化反應和無催化反應。利用反應精餾方法研究乙酸和乙醇直接酯化合成的乙酸乙酯,結果檢測顯示,乙醇的轉化率為95%,明顯高于普通方法,所以利用反應中精餾的方法對化學精餾方法帶來很大的發展幫助。
精餾技術因為其優勢在化學工業中得到很大的重視,并且在很多領域已經實現了產業化發展,對新興領域的開發也帶來一定的幫助。其發展的方向已經從常規的精餾轉向解決無法分離的化學成分的問題。隨著科學的進步,對精餾技術的發展帶來得了很大的提高,通過更多的手段和方法改變物質的性質,更加容易地提取出難以分離的成分。
[1] 王春蓉.精餾分離技術的分類及應用研究[J].礦冶,2016,19(2):55-56.
C l a s s i f i c a t i o n a n d A p p l i c a t i o n o f D i s t i l l a t i o n S e p a r a t i o n T e c h n o l o g y
Shu Zhong-jie
With the development of economy,the level of chemical engineering in our country has been improved,and the most classic and the most important is the distillation process.Because the distillation technology in the chemical separation process has a unique advantage,so people are a lot of attention.Distillation separation technology unique characteristics,in the industry to get people’s attention and widely used in a number of areas,the development of society and technology to bring a lot of help.The article mainly studies the operation method of distillation separation technology,and introduces the distillation separation technology,so that people can understand the application and classif i cation of distillation separation technology.
distillation;separation technology;classif i cation;applied research
TQ028
A
1003-6490(2017)08-0070-01
2017-06-05
舒忠杰(1985—),男,浙江杭州人,工程師,主要研究方向氟化工及產業化放大。