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真空蒸餾概述及其裝置
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真空蒸餾工藝在石油化工中使用較普遍，與大氣壓下蒸餾相比，它有許多特點(diǎn):使沸點(diǎn)降低;分解聚合物危險性小，能夠低溫處理;容易加熱，熱損失小;空氣中的氧、水蒸氣等成分的影響減小湘對揮發(fā)度大;平衡關(guān)系改變(如共沸點(diǎn)消失等)。但它也有不足之處:冷凝器、捕集器均要求低溫;傳熱方式有一定要求;設備費及操作費較大。
按蒸餾系統操作壓力的不同，真空蒸餾可分為:
①減壓蒸餾常見(jiàn)的減壓蒸餾過(guò)程，大多在104Pa以上的壓力范圍內操作。減壓蒸餾機理與常壓蒸餾差不多，常壓蒸餾裝置形式基本上可用。
②粗真空蒸餾壓力范圍為1.O*104Pa-2.7x102Pa，氣體的流動(dòng)屬粘滯態(tài)。在這個(gè)壓力范圍內進(jìn)行蒸餾操作是容易實(shí)現的。
③低真空蒸餾壓力范圍為2.7*102Pa-1.OPa，此時(shí)氣體接近過(guò)渡流狀態(tài)，對真空蒸餾裝置的選型、設計、制造、安裝、操作等都有較為嚴格的要求。
④準分子蒸餾壓力范圍為1.0-1.0*10-2Pa，此時(shí)，氣體分子的平均自由程與蒸餾器尺寸相近，氣體呈過(guò)渡流狀態(tài)。
⑤分子蒸餾操作壓力在1.33*10-2Pa以下。在分子蒸餾或準分子蒸餾裝置中，氣體的流動(dòng)為分子的自由運動(dòng)，也就是說(shuō)，可以忽視該系統中的其它分子的碰撞和干擾，此時(shí)，蒸餾過(guò)程受來(lái)自液面的蒸發(fā)所支配。
真空蒸餾裝置：
1、間歇式蒸餾裝置
間歇式真空蒸餾裝置，在實(shí)驗室及小批量生產(chǎn)中廣泛應用。其主要部件為:
①蒸餾罐
為外壓容器，一般采用蛇管或夾套型換熱器，用水蒸氣或油加熱。為改善傳熱狀況，大多數罐上裝有攪拌器，也可設置原料預熱器或強制循環(huán)加熱器。原料的加熱、脫氣、蒸餾等工序均在罐內進(jìn)行。
②冷凝器
通常選用列管式(蒸氣走殼程)、旋板式(蒸氣走直通道)冷凝器。冷凝器和蒸餾罐通常是分開(kāi)設置的。但有時(shí)也可將其直接放在蒸餾罐的上部構成一體。
③阱
由于從冷凝器出來(lái)的氣體包括冷凝液溫度下的蒸氣及不可凝氣體，有的真空泵不適宜抽除這些蒸氣。為了保護真空泵和對蒸餾出物質(zhì)進(jìn)行捕集，常采用機械阱、低溫阱或吸附阱。機械阱有離心型(旋風(fēng)式、旋流板式)、碰撞型(擋板式、傘形、折流板式等)及氣濾型(金屬絲網(wǎng)過(guò)濾器、干式填充式等)。
2.連續燕餾裝置
這類(lèi)裝置處于間歇式蒸餾裝置和精餾裝置之間，與間歇式相比，它沒(méi)有長(cháng)時(shí)間的高溫加熱部分，對熱的安全性高。此外，裝置的容量小，能夠經(jīng)常地進(jìn)行連續操作，并有一定程度的精餾效果。由于它本身受到預熱和停留時(shí)間的限制，因此只能用于相對揮發(fā)度較大，分離性較好的場(chǎng)合。一般用來(lái)進(jìn)行脫氣、脫水、脫溶劑和脫臭等操作。
3。連續精餾塔
①板式塔常壓所用的各種板式塔，全部可用于真空蒸餾。為減少壓力損失，多采用沒(méi)有穿孔效應及壓降少的板型如噴射板、穿流柵板等。
②填料塔真空精餾時(shí)多采用填料塔。一般常壓填料塔中所用的各種填料均可在真空精餾塔中使用。由于鮑爾環(huán)填料、波紋網(wǎng)填料以及壓延孔板波紋填料的壓力損失非常小，更適于作為真空蒸餾的填料。
③薄膜塔在薄膜塔中，液體和蒸氣之間不斷地進(jìn)行著(zhù)蒸發(fā)和冷凝，從而帶來(lái)一定的精餾效果。
④旋轉塔為了減少板式塔和填料塔的壓力損失，保證良好的氣液接觸和提高精餾效果，提出了旋轉式真空精餾塔。一般的結構是由一個(gè)旋轉的作冷卻用的內圓筒和一個(gè)固定的作加熱用的外圓筒組合而成。旋轉圓筒的轉速達到每分鐘幾百甚至幾千轉，冷凝液受離心力的作用飛向外圓筒，在此重新再蒸發(fā)，如此不斷反復地冷凝蒸發(fā)來(lái)進(jìn)行精餾。為了加強液膜中的攪拌效果，還有在貼近外圓筒的內表面設置攪拌槳葉或攪拌刷的結構型式等。旋轉塔大多用在實(shí)驗室規模，可用于1Pa的高真空精餾裝置。 |
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