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傳統(tǒng)釜式減壓蒸餾的局限性
傳統(tǒng)的釜式減壓蒸餾仍然是很多化工企業(yè)進(jìn)行蒸餾分離的手段。
蒸餾原理如左圖所示, 其中:
1 為加料口
2 為冷凝輕相出口
3 為重相出口
4 為加熱熱源
5 為輕相冷凝器冷媒
6 為真空系統(tǒng)管口
相比較短程蒸餾,釜式減壓蒸餾的主要弊端在于:
- 這是一種批處理的工藝過程,是非連續(xù)的工藝;
- 物料在釜內(nèi)停留的時間很長,長時間的加熱很容易造成熱敏性物料的熱分解、結(jié)焦、聚合;
- 尤為關(guān)鍵的是,由于釜內(nèi)有液柱的壓力,實際在釜內(nèi)底部的壓力需要加上液柱的壓力,也就是說即使真空系統(tǒng)的真空度再好,也無法克服這個液柱的壓力,這勢必造成需要更高的加熱溫度才能實現(xiàn)熱分離,而過高的溫度會加劇物料熱分解、聚合的風(fēng)險。
舉例說明,如上圖所示,釜內(nèi)有2米高的液體,密度為800 kg/m3,而液面上方釜內(nèi)空間內(nèi)的絕對操作壓力已經(jīng)能夠達(dá)到200Pa即2mbar.
h = 2 m
ρ = 800 kg/m3
P pot = 200 Pa = 2 mbar
P heating = P pot + ρ x g x h=160mbar
這就意味著,即使釜內(nèi)已經(jīng)達(dá)到了2mbar的真空度,而釜內(nèi)底部的壓力仍然為160mbar,這種真空條件很難將輕組分有效脫除,而短程蒸餾是采用刮膜轉(zhuǎn)子將物料布成非常薄的薄膜進(jìn)行蒸發(fā),幾乎沒有液柱壓力的影響,短程蒸餾操作壓力能夠達(dá)到0.001mbar, 相比釜式蒸餾下降了5個數(shù)量級的操作壓力,這也是為什么很多情況下釜式蒸餾難以實現(xiàn)的分離在短程蒸餾中可以在一個非常低的溫度下輕松實現(xiàn)。