精餾的原理

雙組分混合液的分離是簡(jiǎn)單的精餾操作。典型的精餾設(shè)備是連續(xù)精餾裝置（圖1），包括精餾塔、再沸器、冷凝器等。精餾塔供汽液兩相接觸進(jìn)行相際傳質(zhì)，位于塔頂?shù)睦淠魇拐魵獾玫讲糠掷淠?部分凝液作為回流液返回塔底,其余餾出液是塔頂產(chǎn)品。位于塔底的再沸器使液體部分汽化，蒸氣沿塔上升，余下的液體作為塔底產(chǎn)品。進(jìn)料加在塔的中部,進(jìn)料中的液體和上塔段來(lái)的液體一起沿塔下降，進(jìn)料中的蒸氣和下塔段來(lái)的蒸氣一起沿塔上升。在整個(gè)精餾塔中，汽液兩相逆流接觸，進(jìn)行相際傳質(zhì)。液相中的易揮發(fā)組分進(jìn)入汽相，汽相中的難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相。對(duì)不形成恒沸物的物系，只要設(shè)計(jì)和操作得當(dāng)，餾出液將是高純度的易揮發(fā)組分，塔底產(chǎn)物將是高純度的難揮發(fā)組分。進(jìn)料口以上的塔段，把上升蒸氣中易揮發(fā)組分進(jìn)一步提濃，稱(chēng)為精餾段；進(jìn)料口以下的塔段，從下降液體中提取易揮發(fā)組分，稱(chēng)為提餾段。兩段操作的結(jié)合，使液體混合物中的兩個(gè)組分較*地分離，生產(chǎn)出所需純度的兩種產(chǎn)品。當(dāng)使n組分混合液較*地分離而取得n個(gè)高純度單組分產(chǎn)品時(shí)，須有n-1個(gè)塔。
精餾之所以能使液體混合物得到較*的分離，關(guān)鍵在于回流的應(yīng)用。回流包括塔頂高濃度易揮發(fā)組分液體和塔底高濃度難揮發(fā)組分蒸氣兩者返回塔中。汽液回流形成了逆流接觸的汽液兩相，從而在塔的兩端分別得到相當(dāng)純凈的單組分產(chǎn)品。塔頂回流入塔的液體量與塔頂產(chǎn)品量之比，稱(chēng)為回流比，它是精餾操作的一個(gè)重要控制參數(shù)，它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗。