
【化】 fractional distillation
【化】 fractional distillation; fractionation; fractionation by distillation
selective evaporation
affect; effect; intention; action; motive; operation
【医】 action; effect; process; role
【经】 role
分馏作用(Fractional Distillation)是一种基于混合物中各组分沸点差异进行分离的物理过程。其核心原理是通过连续加热与冷凝,使沸点不同的液体组分在分馏柱中反复汽化与液化,从而实现高效分离。以下是详细解释:
沸点差异
混合物受热时,低沸点组分优先汽化,高沸点组分保留在液相。
公式表达:
$$ Delta Tb = T{b,text{high}} - T_{b,text{low}} $$
其中 $Delta Tb$ 为沸点差,$T{b,text{high}}$ 和 $T_{b,text{low}}$ 分别为高、低沸点组分的沸点[IUPAC术语库]。
分馏柱作用
柱内填充物(如玻璃珠)提供巨大表面积,促进蒸汽与液体的热交换。低沸点组分持续上升,高沸点组分冷凝回流,实现多级分离[《化工原理》,化学工业出版社]。
特征 | 分馏作用 | 简单蒸馏 |
---|---|---|
分离效率 | 高(多级分离) | 低(单级分离) |
装置复杂度 | 需分馏柱 | 仅需蒸馏头 |
适用混合物 | 沸点接近的组分(ΔT < 25°C) | 沸点差异大的组分 |
分馏是化学工程中传质与传热的经典案例,其设计依据相平衡理论(如拉乌尔定律)。现代分馏塔采用精馏模型优化分离效率,推动化工分离技术发展[《分离过程原理》,华东理工大学出版社]。
分馏作用是指通过控制混合物中不同成分的沸点差异,利用分馏柱多次进行气液平衡,实现更高效分离的物理过程。以下是详细解释:
1. 定义与基本原理
分馏作用的核心在于利用混合物中各成分的沸点差异。当混合液体受热时,低沸点组分优先汽化,蒸气在分馏柱中上升时部分冷凝,未冷凝的蒸气继续上升并与冷凝液发生热交换,形成多次气液平衡。这种反复的冷凝-蒸发过程可分离沸点相差较小的成分(甚至小至5-30℃)。
2. 关键装置与操作
分馏柱是实现分馏的核心部件,其内部填充物(如玻璃珠)可增加气液接触面积。需控制柱顶温度,确保不同沸点的组分分段冷凝收集。
3. 应用领域
4. 与蒸馏的区别
| 特征 | 蒸馏| 分馏|
|------------|---------------|-------------------|
| 分离效率 | 单次气液平衡| 多次气液平衡|
| 沸点差异 | 需≥30℃| 可低至5℃ |
| 设备复杂度 | 简单| 需分馏柱|
5. 物理性质
整个过程无新物质生成,仅通过物理相变实现分离。实验室和工业中常用于处理复杂混合物的精细化分离。
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