共沸蒸馏塔英文解释翻译、共沸蒸馏塔的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 azeotrope tower
分词翻译:
共沸的英语翻译:
【化】 azeotropy
蒸馏塔的英语翻译:
【化】 distillating tower; distillation tower; distilling column
distilling tower; hog still
专业解析
共沸蒸馏塔 (Gòng fè zhēng liú tǎ) / Azeotropic Distillation Column
共沸蒸馏塔是一种特殊设计的蒸馏设备,专门用于分离常规蒸馏方法难以分开的共沸混合物。以下是其详细解释:
1. 核心概念与目的 (Core Concept & Purpose)
- 共沸物 (Azeotrope): 指两种或多种组分形成的、在特定比例下具有恒定沸点的混合物。该沸点可能低于(最低共沸物)或高于(最高共沸物)其中任一纯组分的沸点。在共沸点,液相和气相组成相同,常规蒸馏无法进一步分离它们。例如,乙醇-水混合物在约78.2°C形成含95.6%乙醇的最低共沸物。
- 共沸蒸馏 (Azeotropic Distillation): 一种特殊的蒸馏技术。通过向待分离的共沸混合物中加入第三种组分——称为夹带剂 (Entrainer),该夹带剂能与原混合物中的一个或多个组分形成新的、沸点不同的共沸物(通常是更易分离的二元最低共沸物),或者显著改变原组分的相对挥发度,从而打破原有的共沸点,实现分离。
- 共沸蒸馏塔的作用: 就是实施共沸蒸馏工艺的核心设备。它提供了一个多级分离的环境(塔板或填料),使气液两相充分接触,利用夹带剂的作用,将原本共沸的组分(如乙醇和水)分离开来。
2. 工作原理 (Working Principle)
- 夹带剂加入: 夹带剂被引入塔中(通常在进料板附近或单独进料)。
- 形成新共沸物: 夹带剂选择性地与目标组分(如乙醇-水混合物中的水)形成一个新的、沸点更低的最低共沸物。
- 分离过程:
- 新形成的低沸点共沸物(如夹带剂-水)作为塔顶馏出物 (Distillate) 被移出。
- 相对挥发度被提高的目标组分(如乙醇)则作为塔底产物 (Bottoms) 或高纯度侧线产品被分离出来。
- 夹带剂回收: 塔顶馏出的新共沸物通常进入一个倾析器 (Decanter),利用夹带剂与目标组分(如水)的不互溶性或部分互溶性进行分层分离。夹带剂层被回收并循环回蒸馏塔,水层则被移出系统。
3. 结构与设计特点 (Structure & Design Features)
- 基本结构: 与常规蒸馏塔类似,包含塔体、塔板或填料、再沸器、冷凝器、回流系统等。
- 关键差异:
- 夹带剂进料口: 设有专门的夹带剂进料口,位置需优化。
- 倾析器/回收系统: 塔顶馏出物通常连接倾析器,用于夹带剂与共沸组分的分离和夹带剂回收。这是共沸蒸馏流程区别于常规蒸馏的标志性特征。
- 复杂控制系统: 由于涉及夹带剂循环和三元(或更多元)物系,控制系统通常更复杂,需精确控制夹带剂流量、回流比和各产品组成。
- 材料选择: 夹带剂可能具有腐蚀性或特殊性质,需考虑相应的材料兼容性。
4. 应用实例 (Application Examples)
- 无水乙醇生产: 这是最经典的共沸蒸馏应用。常用夹带剂有苯(传统,现较少用)、环己烷、戊烷等。夹带剂与水形成低沸点共沸物从塔顶移除,塔底得到近无水乙醇。来源:化工过程基础教材及行业实践。
- 乙酸脱水: 乙酸与水形成最高共沸物,可使用醋酸丁酯等作为夹带剂进行脱水。
- 四氢呋喃脱水: 工业上常用共沸蒸馏脱水。
- 其他: 分离甲酸-水、吡啶-水等共沸体系。
权威参考来源 (Authoritative References):
- 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) 术语定义: IUPAC 对 "azeotrope" 和 "azeotropic distillation" 有明确定义,是化学术语的权威标准。来源: IUPAC Gold Book (在线术语数据库)。
- 经典化工教材:
- 《Unit Operations of Chemical Engineering》 (McCabe, Smith, Harriott) - 详细阐述了蒸馏原理,包括共沸蒸馏。
- 《Separation Process Principles》 (Seader, Henley, Roper) - 深入讲解了共沸系统相图和共沸蒸馏设计方法。
- 行业标准与设计手册: 如美国化学工程师协会 (AIChE) 的相关设计指南,以及工程公司(如 UOP, Sulzer)提供的传质设备设计手册中会涉及共沸蒸馏塔的设计规范。来源: AIChE 出版物及主要工程公司技术文档。
- 化工百科全书:
- 《Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology》 - 包含详细的共沸蒸馏技术条目和应用案例。
- 《Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry》 - 同样提供关于蒸馏技术和共沸分离的权威信息。来源: Wiley 在线数据库 (需订阅)。
- 安全与设计规范: 如 ASME Boiler and Pressure Vessel Code,涉及塔设备的高压容器设计安全标准。来源: ASME 标准文档。
网络扩展解释
共沸蒸馏塔是一种用于分离共沸混合物的特殊精馏设备,其核心原理是通过加入共沸剂(夹带剂)改变原混合物的挥发度差异,从而实现高效分离。以下是其关键点解析:
1.基本原理
共沸蒸馏塔利用共沸剂与混合物中某一组分形成新共沸物的特性,使新共沸物的沸点低于原混合物各组分的沸点。例如,工业上制备无水乙醇时,常加入苯作为共沸剂,与乙醇、水形成三元共沸物(沸点64.85℃),从而通过蒸馏从塔顶移除水分,塔底得到高纯度乙醇。
2.结构与操作特点
- 塔内结构:通常采用板式塔或填料塔,通过多层塔板或填料增加气液接触面积,促进传质和传热。
- 共沸剂控制:需精确控制共沸剂的滞留量,确保塔内形成稳定的共沸区,并通过调节回流比优化分离效率。
3.应用领域
- 典型应用:无水乙醇生产、石油化工中烃类分离、制药行业高纯度溶剂提纯等。
- 优势:适用于传统蒸馏难以分离的共沸体系或相对挥发度接近1的混合物。
4.操作注意事项
- 共沸剂选择:需满足低毒性、易回收、与目标组分形成稳定共沸物等条件。
- 能耗优化:通过调整塔压、温度及共沸剂循环使用降低运行成本。
示例流程(以无水乙醇生产为例):
- 向乙醇-水混合物中加入苯作为共沸剂;
- 在共沸蒸馏塔中加热,形成苯-乙醇-水三元共沸物从塔顶蒸出;
- 冷凝后分层,苯回流至塔内循环使用;
- 塔底得到纯度>99.5%的无水乙醇。
如需更详细的技术参数或工艺流程,可参考化工工程手册或专业文献。
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