减压蒸馏和蒸汽蒸馏的基本原理与方法

Basic Principle and Methodology of Distillation Under Reduced Pressure and Steam Distillation

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译

减压蒸馏

原则;原理;准则

当外部压力增加时,水的沸点会升高;而当外部压力降低时,水的沸点会降低。冷冻干燥过程正是利用了这一原理。由于许多化合物的沸点非常高,它们无法在常压下进行蒸馏——因为在常压下这些化合物会在其平均沸点时分解。通过减压蒸馏,可以显著降低某些物质的沸点,因为这样就可以降低使液体沸腾所需的温度。如果将外部压力降低到原来的一半,沸点会下降10°C。要使液体蒸发,你可以提高液体的温度或降低液体的压力。由于蒸馏柱内的压力降低,这种蒸馏方法也被称为真空蒸馏。

通过真空蒸馏,蒸馏柱内的压力保持恒定,从而降低液体蒸发所需的温度。热敏性产品、低粘度液体以及容易起泡或污染的流体都是这种蒸馏方法的理想选择。真空蒸馏需要在蒸馏系统中加入真空泵,使柱内压力降至大气压以下。请参见下图示例。分离效果取决于在特定温度和压力下各物质的相对挥发性,因此需要精确控制压力。相对挥发性的变化可能会对分离效果产生负面影响。



由于这种蒸馏技术的原理,沸腾现象是由于液体的蒸气压超过了环境压力所导致的。无论在真空蒸馏过程中是否对混合物进行加热,沸腾都会发生。

方法学;研究方法

带有真空系统的蒸馏装置包括蒸馏柱、馏出液冷凝器和再沸器。为了在蒸馏柱中维持真空状态,需要使用真空泵和压力调节器。通过这种真空蒸馏装置,可以在更加经济的温度下蒸馏多种混合物。

低温蒸馏也被称为真空蒸馏。通过这种蒸馏过程,可以得到蒸馏产物、纯化产物或剩余产物。根据蒸馏的物料不同,所使用的真空压力也会有所不同。例如,在石油精炼过程中,用于蒸馏挥发性物质的真空蒸馏通常在较高的压力下进行,可能达到20-50毫米汞柱(mmHg)的压力,甚至超过1托(Torr)。

蒸汽蒸馏

原则;原理;准则

在蒸汽蒸馏过程中,可互溶的液体根据它们的挥发性被分离。由于这些物质的沸点较低,因此它们很容易蒸发成蒸汽。不同的液体在特定温度下会产生不同的蒸气压。天然产物在温度超过大气压时才会沸腾,因此液体的沸腾点就是其蒸气压超过大气压时的温度。这会导致整体的蒸气压升高。

方法学;研究方法

将水倒入蒸汽罐中。然后在烧瓶中的非水液体中加入少量水,接着稍微加热烧瓶。这会导致液体中的蒸汽开始冒泡。蒸汽与化合物的蒸气在冷凝器中混合后逸出。最终得到的是一种可以分离的水性和非水性液体混合物。


在这种情况下,蒸馏器的底部有孔洞。 网眼;筛网;网格水在筛网下方被煮沸以产生蒸汽。蒸汽通过筛网,筛网上方装有需要提取的材料。含有油分的蒸汽经过冷凝器后被冷凝。蒸馏液被收集在一个佛罗伦萨式接收器中。在佛罗伦萨式接收器中,油和水根据它们的密度被分离。这样,水可以再次被回收利用,而不会有任何挥发性油分流失到水相中。

佛罗里达接收器有两种类型:Type-I 用于分离重油和轻油;Type-II 则用于分离比水重的油。使用 Type-I 接收器时,油从容器底部收集,而水从容器顶部收集。Type-II 接收器底部装有虹吸管,在加水时起作用;顶部的阀门则用于排出油。


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