短程蒸餾的應(yīng)用就是在于在蒸餾系統(tǒng)內(nèi)要獲得高真空,或者說極低的操作壓力(最低絕對操作壓力可達0.001mbar),以使高沸點物料或熱敏性物料的分離成為可能。但一般進入短程蒸餾之前的物料都會含有少量的低沸點組分,如水或溶劑等。如果這些低沸點組分不在進入短程蒸發(fā)器之前脫除,會嚴重影響短程蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓力,舉例說明:根據(jù)理想氣體定律(The Ideal Gas Law)
一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下:
P(壓力)×V(體積)=const.(常數(shù))
對于1公斤水
其液體為:1升
其蒸汽狀態(tài)在1bar壓力下為:1m³
在1mbar壓力下為:1,000m³
在10-3mbar壓力下為:1,000,000m³
難以想象,哪怕您的原料中只含有1克的水,那么在0.001mbar的壓力下其體積竟然能達到1000立方米! 所以在極低的操作壓力下,低沸點組分的體積是非常大的,真空泵抽氣能力往往無法滿足要求。勢必會造成系統(tǒng)內(nèi)的絕對壓力增大,從而影響分離效果。
所以一般情況下,在短程蒸餾設(shè)備之前需加一個脫氣段。
脫氣段的工作原理,將原料加熱到預(yù)定的溫度,進入到已經(jīng)預(yù)抽真空的閃蒸罐內(nèi),在閃蒸罐內(nèi)已經(jīng)被加熱的低沸點的輕組分在真空的條件會蒸發(fā),在外部的冷凝器進行冷凝,實現(xiàn)低沸點組分的蒸發(fā)和分離。
下圖為帶有一級脫氣段的短程蒸餾裝置的原理圖
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