真空精餾的特點(diǎn)和應(yīng)用

1.真空精餾的含義

混合物是由許多不同的成分組成的，各種成分的沸點(diǎn)不同，通過(guò)加熱蒸發(fā)成氣體，再冷凝成液體或固體來(lái)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離的這一過(guò)程，我們定義為蒸餾。真空精餾（Vacuum Distillation）就是在真空狀態(tài)下，利用蒸餾方法實(shí)現(xiàn)混合物中各組分成分分離的技術(shù)。

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2.真空精餾的特點(diǎn)

真空精餾工藝在石油化工、金屬冶煉等行業(yè)中使用較普遍，與常壓下蒸餾相比，真空精餾具有許多優(yōu)點(diǎn)：

①真空環(huán)境下物質(zhì)的沸點(diǎn)降低，有利于物質(zhì)的分離；

②在真空狀態(tài)下，聚合物分解后重新聚合的概率降低，能進(jìn)行低溫處理；

③真空精餾工藝中物質(zhì)容易加熱，保溫簡(jiǎn)單，熱損失減??；

④空氣中氧、水蒸氣等成分的影響減?。?/p>

⑤相對(duì)揮發(fā)度大，物質(zhì)更容易分離；

⑥平衡關(guān)系改變，真空下恒沸混合物消失等。

由于真空精餾工藝的操作環(huán)境要求嚴(yán)格，真空精餾也有不足之處：

①真空系統(tǒng)是獲得真空工作環(huán)境的必要設(shè)備，真空精餾設(shè)備費(fèi)及操作費(fèi)較高；

②裝置的密封性能要求必須滿(mǎn)足工作真空度；

③真空精餾工藝中，沸騰現(xiàn)象常見(jiàn)，對(duì)傳熱方式有一定的要求；

④冷凝器、捕集器均要求低溫。

3.真空精餾的分類(lèi)

按精餾系統(tǒng)操作壓力的不同，真空精餾可分為下面幾種。

①減壓精餾。常見(jiàn)的減壓精餾過(guò)程，大多在104Pa以上的壓力范圍內(nèi)操作。減壓蒸餾機(jī)理與常壓蒸餾差不多，常壓精餾裝置形式，基本上可用。

②真空精餾。壓力范圍2~100mmHg（1 mmHg=133.3Pa），氣體的流動(dòng)屬粘滯態(tài)。在這個(gè)壓力范圍內(nèi)進(jìn)行精餾操作是容易實(shí)現(xiàn)的。

③高真空精餾。壓力范圍為0.01~2mmHg，此時(shí)氣體接近過(guò)渡流狀態(tài)，對(duì)真空精餾裝置的選型、設(shè)計(jì)、制造、安裝、操作等都有較為嚴(yán)格的要求。

④真空膜精餾（VMD）。在膜的一側(cè)為常壓，另一側(cè)抽真空，使溶液通過(guò)膜，實(shí)現(xiàn)分離和蒸餾的作用。

⑤準(zhǔn)分子精餾。壓力范圍為10-4~10-2mmHg，此時(shí)，氣體分子的平均自由程與精餾器尺寸相近，氣體呈過(guò)渡流狀態(tài)。

⑥分子精餾。操作壓力在10-4mmHg以下。在分子精餾或準(zhǔn)分子精餾或準(zhǔn)分子精餾裝置中，氣體的流動(dòng)為分子的自由運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，可以忽視該系統(tǒng)中的其他分子的碰撞和干擾，此時(shí)，精餾過(guò)程受來(lái)自液面的蒸發(fā)所支配。

按精餾器的形式不同，真空精餾可以分為：塔式精餾、釜形式精餾、噴霧式精餾、離心式精餾、填充式精餾、薄膜式精餾、回轉(zhuǎn)式精餾。

4.真空精餾的應(yīng)用

真空精餾技術(shù)應(yīng)用廣泛，除了在冶金和石油化工領(lǐng)域有大量應(yīng)用之外，在醫(yī)藥衛(wèi)生、海水淡化、制冷工業(yè)、地質(zhì)勘探和食品工業(yè)等領(lǐng)域都有應(yīng)用，這里僅舉一些在金屬冶煉應(yīng)用中的實(shí)例。

真空精餾技術(shù)在金屬冶煉中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在有色金屬的冶煉。有色金屬的種類(lèi)繁多，冶煉方法也不少。但是，采用真空精餾法冶煉有色金屬具有工藝流程短、冶煉金屬純度高、無(wú)環(huán)境污染、清潔、環(huán)保、節(jié)能等許多優(yōu)點(diǎn)。所以，在有色金屬冶煉過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。