蒸餾原理

A. 蒸餾原理是什麼

液體的沸點，是指它的飽和蒸氣壓等於外界壓力時的溫度，因此液體的沸點是隨外界壓力的變化而變化的，如果藉助於真空泵降低系統內壓力，就可以降低液體的沸點，這便是減壓蒸餾操作的理論依據。
減壓蒸餾是分離和提純有機化合物的常用方法之一，它特別適用於那些在常壓蒸餾時未達沸點即已受熱分解、氧化或聚合的物質
原理
液體的沸騰溫度指的是液體的蒸氣壓與外壓相等時的溫度。外壓降低時，其沸騰溫度隨之降低。
在蒸餾操作中，一些有機物加熱到其正常沸點附近時，會由於溫度過高而發生氧化、分解或聚合等反應，使其無法在常壓下蒸餾。若將蒸餾裝置連接在一套減壓系統上，在蒸餾開始前先使整個系統壓力降低到只有常壓的十幾分之一至幾十分之一，那麼這類有機物就可以在較其正常沸點低得多的溫度下進行蒸餾。
有機物的沸騰溫度與壓力的關系可以近似地由圖表示。
想像此圖中有三條線：線a表示減壓下有機物的沸騰溫度（左邊），線b表示有機物的正常沸點（中間），線c表示系統的壓力（右邊）。
在已知一化合物的正常沸點和蒸餾系統的壓力時，連接線b上的相應點b（正常沸點）和線c上的相應點p（系統壓力）的直線與左邊的線a相交，交點a指出系統壓力下此有機物的沸騰溫度。
反過來，若希望在一安全溫度下蒸餾一有機物，根據此溫度及該有機物的正常沸點，也可以連一條直線交於右邊的線c上，交點指出此操作必須達到的系統壓力。

B. 常減壓蒸餾原理

常減壓蒸餾原理是通過精餾過程，在常壓和減壓的條件下，根據各組分相對揮發度的不同，在塔盤上汽液兩相進行逆向接觸、傳質傳熱，經過多次汽化和多次冷凝，將原油中的汽、煤、柴餾分切割出來，生產合格的汽油、煤油、柴油及蠟油及渣油等。

原油分餾塔的原理與一般精餾塔相同，但由於石油及其產品的組成比較復雜，其產品只是符合一定要求沸程的餾分，因此它又有不同的特點。

一般精餾塔要求有較高的分離精度，在塔頂和塔底出很純的產品，一般只能得到兩個產品。原油通過常壓蒸餾要切割成汽油、煤油、輕柴油、重柴油和重油等四五種產品。

按照一般的多元精餾方法，需要有N-1個精餾塔才能把原料分割成N個產品。當要分成五種產品時就需要四個精餾塔串聯或採用其它方式排列。

但是在石油精餾中，各種產品本身也還是一種復雜混合物，它們之間的分離精確度並不要求很高，兩種產品之間需要的塔板數並不高，因此，可以把這幾個塔結合成一個塔。

(2)蒸餾原理擴展閱讀

原油減壓蒸餾油品在加熱條件下容易受熱分解而使油品顏色變深、膠質增加。在常壓蒸餾時，為保證產品質量，爐出口溫度一般不高於370 ℃，通過常壓蒸餾可以把原油中350 ℃以前的汽油、煤油、輕柴油等產品分餾出來。

350 ℃~500 ℃的餾分在常壓下則難以蒸出，而這部分餾分油是生產潤滑油和催化裂化原料油的主要原料。根據油品沸點隨系統壓力降低而降低的原理，可以採用降低蒸餾塔壓力（2.67~8.0KPa）的方法進行蒸餾。

減壓蒸餾塔與常壓蒸餾塔相同，關鍵是採用了抽真空設施，使塔內壓力降到幾十毫米、甚至小於10mmHg。減壓蒸餾根據任務不同，分為兩種類型：燃料型減壓塔和潤滑油型減壓塔。

1、燃料型減壓塔主要是生產二次加工原料，對分餾精度要求不高，在控制產品質量的前提下希望盡可能提高拔出率。

2、潤滑油型減壓塔以生產潤滑油為主，要求得到顏色淺、殘炭值低、鎦程較窄、安定性好的減壓餾分油，不僅應有較高的拔出率，還應具有較高的分餾精度。與常壓蒸餾塔相比，減壓蒸餾塔具有高真空、低壓降、塔徑大、板數少的特點 。

C. 蒸餾的基本原理

利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化並隨之使蒸氣部分冷凝，從而實現其所含組分的分離。是一種屬於傳質分離的單元操作。廣泛應用於煉油、化工、輕工等領域。其原理以分離雙組分混合液為例。將料液加熱使它部分汽化，易揮發組分在蒸氣中得到增濃，難揮發組分在剩餘液中也得到增濃，這在一定程度上實現了兩組分的分離。兩組分的揮發能力相差越大，則上述的增濃程度也越大。在工業精餾設備中，使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸，以進行汽液相際傳質，結果是氣相中的難揮發組分部分轉入液相，液相中的易揮發組分部分轉入氣相，也即同時實現了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。
液體的分子由於分子運動有從表面溢出的傾向。這種傾向隨著溫度的升高而增大。如果把液體置於密閉的真空體系中，液體分子繼續不斷地溢出而在液面上部形成蒸氣，最後使得分子由液體逸出的速度與分子由蒸氣中回到液體的速度相等，蒸氣保持一定的壓力。此時液面上的蒸氣達到飽和，稱為飽和蒸氣，它對液面所施的壓力稱為飽和蒸氣壓。實驗證明，液體的飽和蒸氣壓只與溫度有關，即液體在一定溫度下具有一定的蒸氣壓。這是指液體與它的蒸氣平衡時的壓力，與體系中液體和蒸氣的絕對量無關。
將液體加熱至沸騰，使液體變為蒸氣，然後使蒸氣冷卻再凝結為液體，這兩個過程的聯合操作稱為蒸餾。很明顯，蒸餾可將易揮發和不易揮發的物質分離開來，也可將沸點不同的液體混合物分離開來。但液體混合物各組分的沸點必須相差很大（至少30℃以上）才能得到較好的分離效果。在常壓下進行蒸餾時，由於大氣壓往往不是恰好為0.1MPa，因而嚴格說來，應對觀察到的沸點加上校正值，但由於偏差一般都很小，即使大氣壓相差2.7KPa，這項校正值也不過±1℃左右，因此可以忽略不計。 純粹的液體有機化合物在一定的壓力下具有一定的沸點，但是具有固定沸點的液體不一定都是純粹的化合物，因為某些有機化合物常和其它組分形成二元或三元共沸混和物，它們也有一定的沸點。不純物質的沸點則要取決於雜質的物理性質以及它和純物質間的相互作用。假如雜質是不揮發的，則溶液的沸點比純物質的沸點略有提高（但在蒸餾時，實際上測量的並不是不純溶液的沸點，而是逸出蒸氣與其冷凝平衡時的溫度，即是餾出液的沸點而不是瓶中蒸餾液的沸點）。若雜質是揮發性的，則蒸餾時液體的沸點會逐漸升高或者由於兩種或多種物質組成了共沸點混合物，在蒸餾過程中溫度可保持不變，停留在某一范圍內。因此，沸點的恆定，並不意味著它是純粹的化合物。
蒸餾沸點差別較大的混合液體時，沸點較低者先蒸出，沸點較高的隨後蒸出，不揮發的留在蒸餾器內，這樣，可達到分離和提純的目的。故蒸餾是分離和提純液態化合物常用的方法之一，是重要的基本操作，必須熟練掌握。但在蒸餾沸點比較接近的混合物時，各種物質的蒸氣將同時蒸出，只不過低沸點的多一些，故難於達到分離和提純的目的，只好藉助於分餾。純液態化合物在蒸餾過程中沸程范圍很小（0.5~1℃）。所以，蒸餾可以利用來測定沸點。用蒸餾法測定沸點的方法為常量法，此法樣品用量較大，要10 mL以上，若樣品不多時，應採用微量法。 定義：分餾是利用分餾柱將多次氣化—冷凝過程在一次操作中完成的方法。因此，分餾實際上是多次蒸餾。它更適合於分離提純沸點相差不大的液體有機混合物。
進行分餾的必要性：（1）蒸餾分離不徹底。（2）多次蒸餾操作繁瑣，費時，浪費極大。
混合液沸騰後蒸氣進入分餾柱中被部分冷凝，冷凝液在下降途中與繼續上升的 蒸氣接觸，二者進行熱交換，蒸汽中高沸點組分被冷凝，低沸點組分仍呈蒸氣上升，而冷凝液中低沸點組分受熱氣化，高沸點組分仍呈液態下降。結果是上升的蒸汽中低沸點組分增多，下降的冷凝液中高沸點組分增多。如此經過多次熱交換，就相當於連續多次的普通蒸餾。以致低沸點組分的蒸氣不斷上升，而被蒸餾出來；高沸點組分則不斷流回蒸餾瓶中，從而將它們分離。

D. 白酒的蒸餾原理是什麼

白酒蒸餾原理介紹：白酒蒸餾的目的是利用酒醅中所含各種物質沸點不同，將易揮發的酒精、水、雜酯油及酯類物質蒸發為氣體後再冷卻為液體，將酒醅中4—6％的酒精濃縮到50一
70％。
蒸餾過程能將酒醅中的微生物殺死和再產生一部分香味物質。為了使酒醅疏鬆便於蒸餾，常加入少量谷糠。但用糠量過多會有邪味。一般酒頭的酒精濃度較大，醛、酯及酮等沸點物質都聚集在酒頭里，接近灑尾時，酒精濃度急劇下降。雜醇油的沸點雖然較高，但由於它的蒸發系數受酒精度的影響，在酒頭和酒尾的含量均較多。因此，蒸餾出的新酒頭常有邪味。但經長期貯存以後，由於醇類發生轉化，反而能增強香味。

E. 蒸餾除雜原理

氧化鈣能與水反應，所以又吸水作用。蒸餾是把乙醇與其他物質分開，乙醇經蒸餾變成氣體，分開。

F. 常壓蒸餾原理

【常壓蒸餾原理】其原理是：以分離雙組分混合液為例。將料液加熱使它部分內汽化，易揮發組容分在蒸氣中得到增濃，難揮發組分在剩餘液中也得到增濃，這在一定程度上實現了兩組分的分離。兩組分的揮發能力相差越大，則上述的增濃程度也越大。在工業精餾設備中，使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸，以進行汽液相際傳質，結果是氣相中的難揮發組分部分轉入液相，液相中的易揮發組分部分轉入氣相，也即同時實現了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。
【常壓蒸餾】常壓條件下，利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化並隨之使蒸氣部分冷凝，從而實現其所含組分的分離。

G. 蒸餾酒的釀造原理及過程

釀造原理：蒸餾酒是把經過發酵的釀酒原料，經過一次或多次的蒸餾過程提取的高酒度酒液。蒸餾酒的製作原理是根據酒精的物理性質，採取使之汽化的方式，提取的高純度酒液。

因為酒精的汽化點是78.3℃，達到並保持這個溫度就可以獲得汽化酒精，如果再將汽化酒精輸入管道冷卻後，便是液體酒精。但是在加熱過程中，原材料的水分和其他物質也會摻雜在酒精中，因而形成質量不同的酒液。所有大多數的名酒都採取多次蒸餾法等工藝來獲取純度高、雜質含量少的酒液。

釀造過程：

一、選料。糧為酒之肉，一般是將高梁、大米、小麥、玉米、大麥、豌豆等糧食作為原料，要求作物的顆粒均勻飽滿、新鮮、無蟲蛀、無霉變、乾燥適宜、無泥沙、無異雜味、無其它雜物。

水也是釀酒的重要原料之一，所謂「水為酒之血」、「好水釀好酒」，說的就是水源對釀酒的重要意義。

H. 精餾的原理

原理：

精餾通常在精餾塔中進行，氣液兩相通過逆流接觸，進行相際傳熱傳內質。液相中的易揮發容組分進入氣相，氣相中的難揮發組分轉入液相，於是在塔頂可得到幾乎純的易揮發組分，塔底可得到幾乎純的難揮發組分。

料液從塔的中部加入，進料口以上的塔段，把上升蒸氣中易揮發組分進一步增濃，稱為精餾段；進料口以下的塔段，從下降液體中提取易揮發組分，稱為提餾段。從塔頂引出的蒸氣經冷凝，一部分凝液作為迴流液從塔頂返回精餾塔，其餘餾出液即為塔頂產品。

底引出的液體經再沸器部分氣化，蒸氣沿塔上升，餘下的液體作為塔底產品。塔頂迴流入塔的液體量與塔頂產品量之比稱為迴流比，其大小會影響精餾操作的分離效果和能耗。

(8)蒸餾原理擴展閱讀：

精餾分類

1、根據操作方式，精餾可分為連續精餾和間歇精餾。

2、根據混合物的組分數，可分為二元精餾和多元精餾。

3、根據是否在混合物中加入影響氣液平衡的添加劑，可分為普通精餾和特殊精餾（包括萃取精餾、恆沸精餾和加鹽精餾）。

反應裝置

再沸器、精餾塔、塔板、進料預熱器、冷凝器、塔頂產品冷卻器、塔底產品冷卻器。

I. 簡單蒸餾的原理

蒸餾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，是蒸發和冷凝兩種單元操作的聯合。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。

利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化並隨之使蒸氣部分冷凝，從而實現其所含組分的分離。是一種屬於傳質分離的單元操作。廣泛應用於煉油、化工、輕工等領域。

其原理以分離雙組分混合液為例。把料液加熱使它部分汽化，易揮發組分在蒸氣中得到增濃，難揮發組分在剩餘液中也得到增濃，這在一定程度上實現了兩組分的分離。兩組分的揮發能力相差越大，則上述的增濃程度也越大。在工業精餾設備中，使部分汽化的液相與部分冷凝的氣相直接接觸，以進行汽液相際傳質，結果是氣相中的難揮發組分部分轉入液相，液相中的易揮發組分部分轉入氣相，也即同時實現了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。

液體的分子由於分子運動有從表面溢出的傾向。這種傾向隨著溫度的升高而增大。如果把液體置於密閉的真空體系中，液體分子繼續不斷地溢出而在液面上部形成蒸氣，最後使得分子由液體逸出的速度與分子由蒸氣中回到液體的速度相等，蒸氣保持一定的壓力。此時液面上的蒸氣達到飽和，稱為飽和蒸氣，它對液面所施的壓力稱為飽和蒸氣壓。實驗證明，液體的飽和蒸氣壓只與溫度有關，即液體在一定溫度下具有一定的蒸氣壓。這是指液體與它的蒸氣平衡時的壓力，與體系中液體和蒸氣的絕對量無關。

把液體加熱至沸騰，使液體變為蒸氣，然後使蒸氣冷卻再凝結為液體，這兩個過程的聯合操作稱為蒸餾。很明顯，蒸餾可把易揮發和不易揮發的物質分離開來，也可把沸點不同的液體混合物分離開來。但液體混合物各組分的沸點必須相差很大（至少30℃以上）才能得到較好的分離效果。在常壓下進行蒸餾時，由於大氣壓往往不是恰好為0.1MPa，因而嚴格說來，應對觀察到的沸點加上校正值，但由於偏差一般都很小，即使大氣壓相差2.7KPa，這項校正值也不過±1℃左右，因此可以忽略不計。

暴沸
把盛有液體的燒瓶放在石棉網上，下面用煤氣燈加熱，在液體底部和玻璃受熱的接觸面上就有蒸氣的氣泡形成。溶解在液體內的空氣或以薄膜形式吸附在瓶壁上的空氣有助於這種氣泡的形成，玻璃的粗糙面也起促進作用。這樣的小氣泡（稱為氣化中心）即可作為大的蒸氣氣泡的核心。在沸點時，液體釋放大量蒸氣至小氣泡中，待氣泡的總壓力增加到超過大氣壓，並足夠克服由於液柱所產生的壓力時，蒸氣的氣泡就上升溢出液面。因此，假如在液體中有許多小空氣或其它的氣化中心時，液體就可平穩地沸騰，如果液體中幾乎不存在空氣，瓶壁又非常潔凈光滑，形成氣泡就非常困難。這樣加熱時，液體的溫度可能上升到超過沸點很多而不沸騰，這種現象稱為「過熱」。一旦有一個氣泡形成，由於液體在此溫度時的蒸氣壓遠遠超過大氣壓和液柱壓力之和，因此上升的氣泡增大得非常快，甚至把液體沖溢出瓶外，這種不正常沸騰的現象稱為「暴沸」。因此在加熱前應加入助沸物以期引入氣化中心，保證沸騰平穩。助沸物一般是表面疏鬆多孔、吸附有空氣的物體，如碎瓷片、沸石等。另外也可用幾根一端封閉的毛細管以引入氣化中心（注意毛細管有足夠的長度，使其上端可擱在蒸餾瓶的頸部，開口的一端朝下）。在任何情況下，切忌把助沸物加至已受熱接近沸騰的液體中，否則常因突然放出大量蒸氣而把大量液體從蒸餾瓶口噴出造成危險。如果加熱前忘了加入助沸物，補加時必須先移去熱源，待加熱液體冷至沸點以下後方可加入。如果沸騰中途停止過，則在重新加熱前應加入新的助沸物。因為起初加入的助沸物在加熱時逐出了部分空氣，再冷卻時吸附了液體，因而可能已經失效。另外，如果採用浴液間接加熱，保持浴溫不要超過蒸餾液沸點20℃，這種加熱方式不但可以大大減少瓶內蒸餾液中各部分之間的溫差，而且可使蒸氣的氣泡不單從燒瓶的底部上升，也可沿著液體的邊沿上升，因而可大大減少過熱的可能。

過程
純粹的液體有機化合物在一定的壓力下具有一定的沸點，但是具有固定沸點的液體不一定都是純粹的化合物，因為某些有機化合物常和其它組分形成二元或三元共沸混和物，它們也有一定的沸點。不純物質的沸點則要取決於雜質的物理性質以及它和純物質間的相互作用。假如雜質是不揮發的，則溶液的沸點比純物質的沸點略有提高（但在蒸餾時，實際上測量的並不是不純溶液的沸點，而是逸出蒸氣與其冷凝平衡時的溫度，即是餾出液的沸點而不是瓶中蒸餾液的沸點）。若雜質是揮發性的，則蒸餾時液體的沸點會逐漸升高或者由於兩種或多種物質組成了共沸點混合物，在蒸餾過程中溫度可保持不變，停留在某一范圍內。因此，沸點的恆定，並不意味著它是純粹的化合物。

蒸餾沸點差別較大的混合液體時，沸點較低者先蒸出，沸點較高的隨後蒸出，不揮發的留在蒸餾器內，這樣，可達到分離和提純的目的。故蒸餾是分離和提純液態化合物常用的方法之一，是重要的基本操作，必須熟練掌握。但在蒸餾沸點比較接近的混合物時，各種物質的蒸氣把同時蒸出，只不過低沸點的多一些，故難於達到分離和提純的目的，只好藉助於分餾。純液態化合物在蒸餾過程中沸程范圍很小（0.5~1℃）。所以，蒸餾可以利用來測定沸點。用蒸餾法測定沸點的方法為常量法，此法樣品用量較大，要10 mL以上，若樣品不多時，應採用微量法。

分餾
定義：分餾是利用分餾柱把多次氣化—冷凝過程在一次操作中完成的方法。因此，分餾實際上是多次蒸餾。它更適合於分離提純沸點相差不大的液體有機混合物。

進行分餾的必要性：（1）蒸餾分離不徹底。（2）多次蒸餾操作繁瑣，費時，浪費極大。

混合液沸騰後蒸氣進入分餾柱中被部分冷凝，冷凝液在下降途中與繼續上升的 蒸氣接觸，二者進行熱交換，蒸汽中高沸點組分被冷凝，低沸點組分仍呈蒸氣上升，而冷凝液中低沸點組分受熱氣化，高沸點組分仍呈液態下降。結果是上升的蒸汽中低沸點組分增多，下降的冷凝液中高沸點組分增多。如此經過多次熱交換，就相當於連續多次的普通蒸餾。以致低沸點組分的蒸氣不斷上升，而被蒸餾出來；高沸點組分則不斷流回蒸餾瓶中，從而把它們分離。