蒸餾

實驗室典型的蒸餾裝置模式圖:1:熱源2:罐式蒸餾器3:蒸餾頭4:溫度計/沸點溫度5:冷凝器6:冷卻水入口7:冷卻水出口8:餾出物/接收瓶9:真空/氣體入口10:接受器11:加熱控制器12:攪拌速度控制13:攪拌器/加熱板14:加熱槽(油或砂)15:攪拌棒/防撞顆粒16:冷卻槽

蒸餾(英語:Distillation、Distilled)(法語:distillation)是一種熱力學的分離工藝,它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同,使低沸點組分蒸發,再冷凝以分離整個組分的單元操作過程,是蒸發冷凝兩種單元操作的聯合。蒸餾可以清除絕大部分雜質和殺死微生物。與其它的分離手段,如萃取吸附等相比,它的優點在於不需使用系統組分以外的其它溶劑,從而保證不會引入新的雜質。

蒸餾有許多的應用,例如:

  • 將製酒用材料發酵後,用蒸餾方式製作含有高乙醇含量的蒸餾酒,或其他有商業價值的發酵製品。
  • 海水淡化傳統上會用蒸餾來進行,是有效的作法。
  • 在石化產業中,原油穩定(oil stabilization)是一種減少原油蒸氣壓的分餾方式,使原油的儲存及運輸可以安全,也減少原油中揮發到大氣中的揮發性碳氫化合物。在煉油廠的中游操作中,分餾是將石油轉換為燃料原材料的主要單元操作類別之一[1] [2][3]
  • 低溫物理學中的蒸餾可以分離空氣,產生的產物為工業應用
  • 化學工業中,許多化學合成的產物會用蒸餾方式,和其他物質(可能是其他產物、雜質,或是未反應的反應物)分離。

原理

不同組分液體具有不同的沸點,是蒸餾最基本的理論依據。在相同溫度下,液體上方各個組分蒸氣的分壓也有所不同。

參考二元單相液體的相圖,當由液體A和B按一定比例配成的混合液(設A的濃度為c1)經過加熱後到達沸點線,然後通過無差異的氣液平衡(從1到2),在生成的氣相中得到A的含量為c2的混合氣;該氣體經過降溫冷凝後收集便得到具有新組成(A濃度為c2)的液體。按圖例來講,就是左側的A組分被提純了(因為c2大於c1)。

蒸餾有兩種形式:

  • 簡單蒸餾,如製造蒸餾水以去除其中溶解的固體雜質;製造蒸餾酒以濃縮酒精,去除部分水分;
  • 精餾,也叫分餾,利用混合液體中各成份沸點的不同,將其他部份的液體氣化,因此可以分離各成份,例如在在加壓冷卻空氣過程中,分餾出沸點較高,尚未液化的液氮

相關條目

參考文獻

  1. ^ Schaschke, C., 2014. A Dictionary of Chemical Engineering. Oxford University Press.
  2. ^ 2019. Distillation: The Historical Symbol of Chemical Engineering. The University of Toledo. URL https://www.utoledo.edu/engineering/chemical-engineering/distillation.html頁面存檔備份,存於網際網路檔案館
  3. ^ 2017. Products made from petroleum. Ranken Energy Corporation. URL https://www.ranken-energy.com/index.php/products-made-from-petroleum/頁面存檔備份,存於網際網路檔案館

外部連結

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