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关于真空精馏,你需要知道这些!

  【康沃真空网】1、真空精馏的含义

  混合物是由许多不同的成分组成的,各种成分的沸点不同,通过加热蒸发成气体,再冷凝成液体或固体来实现物质分离的这一过程,我们定义为蒸馏。真空精馏(Vacuum Distillation)就是在真空状态下,利用蒸馏方法实现混合物中各组分成分分离的技术。

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  实验室真空精馏装置

  2、真空精馏的特点

  真空精馏工艺在石油化工、金属冶炼等行业中使用较普遍,与常压下蒸馏相比,真空精馏具有许多优点:

  ①真空环境下物质的沸点降低,有利于物质的分离;

  ②在真空状态下,聚合物分解后重新聚合的概率降低,能进行低温处理;

  ③真空精馏工艺中物质容易加热,保温简单,热损失减小;

  ④空气中氧、水蒸气等成分的影响减小;

  ⑤相对挥发度大,物质更容易分离;

  ⑥平衡关系改变,真空下恒沸混合物消失等。

  由于真空精馏工艺的操作环境要求严格,真空精馏也有不足之处:

  ①真空系统是获得真空工作环境的必要设备,真空精馏设备费及操作费较高;

  ②装置的密封性能要求必须满足工作真空度;

  ③真空精馏工艺中,沸腾现象常见,对传热方式有一定的要求;

  ④冷凝器、捕集器均要求低温。

  3、真空精馏的分类

  按精馏系统操作压力的不同,真空精馏可分为下面几种。

  ①减压精馏。常见的减压精馏过程,大多在104Pa以上的压力范围内操作。减压蒸馏机理与常压蒸馏差不多,常压精馏装置形式,基本上可用。

  ②真空精馏。压力范围2~100mmHg(1 mmHg=133.3Pa),气体的流动属粘滞态。在这个压力范围内进行精馏操作是容易实现的。

  ③高真空精馏。压力范围为0.01~2mmHg,此时气体接近过渡流状态,对真空精馏装置的选型、设计、制造、安装、操作等都有较为严格的要求。

  ④真空膜精馏(VMD)。在膜的一侧为常压,另一侧抽真空,使溶液通过膜,实现分离和蒸馏的作用。

  ⑤准分子精馏。压力范围为10-4~10-2mmHg,此时,气体分子的平均自由程与精馏器尺寸相近,气体呈过渡流状态。

  ⑥分子精馏。操作压力在10-4mmHg以下。在分子精馏或准分子精馏或准分子精馏装置中,气体的流动为分子的自由运动,也就是说,可以忽视该系统中的其他分子的碰撞和干扰,此时,精馏过程受来自液面的蒸发所支配。

  按精馏器的形式不同,真空精馏可以分为:塔式精馏、釜形式精馏、喷雾式精馏、离心式精馏、填充式精馏、薄膜式精馏、回转式精馏。

  按精馏方法分为单精馏和精馏两大类。

  按精馏操作分为间歇式精馏和连续式精馏。

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  真空精馏工艺流程图

  4、真空精馏的应用

  真空精馏技术应用广泛,除了在冶金和石油化工领域有大量应用之外,在医药卫生、海水淡化、制冷工业、地质勘探和食品工业等领域都有应用,这里仅举一些在金属冶炼应用中的实例。

  真空精馏技术在金属冶炼中的应用主要体现在有色金属的冶炼。有色金属的种类繁多,冶炼方法也不少。但是,采用真空精馏法冶炼有色金属具有工艺流程短、冶炼金属纯度高、无环境污染、清洁、环保、节能等许多优点。所以,在有色金属冶炼过程中得到了广泛的应用。

  ⑴真空精馏在粗金属精炼中的应用

  传统的有色金属冶金中粗金属精炼的方法有:①加剂法,通过添加一定剂量的元素,达到去除杂质的目的,例如粗铅加锌除银、加硫除铜等;②氧化法,利用氧化反应,除去粗金属中的砷、锑、锡等;③电解法,普遍采用湿法电解技术,在电能转化成化学能的时候,使电解槽内电极附近产生氧化还原反应,从而在电极上还原出一定纯度的金属,如金属铟的电解精炼。

  这些方法是精炼金属的主要方法,但在使用中也存在一些问题,如流程长、工序多、试剂消耗量大、副产渣种类多、对环境污染严重、金属回收率低、基建投资较大、加工费用较多等。

  采用真空精馏精炼金属技术,是20世纪50年代开始,真空蒸馏具有流程短、消耗小、金属回收率高、基本无三废(废渣、废水、废气)、对环境无污染、基建投资少、加工费用低等优点。目前,应用于工业的有:粗锡、粗锌、粗镉、粗铅、粗锑、粗铋等。在采用真空精馏技术精炼粗金属时,有时候和其他的方法配合使用,可以获得更好的精馏效果和经济效益。

  ⑵真空精馏在合金分离中的应用

  采用真空精馏技术处理一些合金,主要是在真空状态下,通过加热,使较容易挥发的组分形成蒸气,然后冷凝成金属,从而实现了合金分离。由于这一过程是在真空环境下进行的,没有氧化反应发生,因此,使工艺流程和设备大为简化,投资成本较少,占地面积较小,金属回收率提高,是传统冶金方法难于处理的某些合金分离技术的最佳选择。

  迄今,在工业上得到应用的真空精馏分离合金有铅锡合金、银锌壳、热镀锌渣、铅锑合金、铅银合金、锰铁、锡锑合金等等,随着再生金属种类的增多,需要处理的合金种类增多,真空精馏技术在合金分离中的应用将会越来越多。

 

标签: 真空精馏  

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