真空精馏的特点和应用

1.真空精馏的含义

混合物是由许多不同的成分组成的，各种成分的沸点不同，通过加热蒸发成气体，再冷凝成液体或固体来实现物质分离的这一过程，我们定义为蒸馏。真空精馏（Vacuum Distillation）就是在真空状态下，利用蒸馏方法实现混合物中各组分成分分离的技术。

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2.真空精馏的特点

真空精馏工艺在石油化工、金属冶炼等行业中使用较普遍，与常压下蒸馏相比，真空精馏具有许多优点：

①真空环境下物质的沸点降低，有利于物质的分离；

②在真空状态下，聚合物分解后重新聚合的概率降低，能进行低温处理；

③真空精馏工艺中物质容易加热，保温简单，热损失减小；

④空气中氧、水蒸气等成分的影响减小；

⑤相对挥发度大，物质更容易分离；

⑥平衡关系改变，真空下恒沸混合物消失等。

由于真空精馏工艺的操作环境要求严格，真空精馏也有不足之处：

①真空系统是获得真空工作环境的必要设备，真空精馏设备费及操作费较高；

②装置的密封性能要求必须满足工作真空度；

③真空精馏工艺中，沸腾现象常见，对传热方式有一定的要求；

④冷凝器、捕集器均要求低温。

3.真空精馏的分类

按精馏系统操作压力的不同，真空精馏可分为下面几种。

①减压精馏。常见的减压精馏过程，大多在104Pa以上的压力范围内操作。减压蒸馏机理与常压蒸馏差不多，常压精馏装置形式，基本上可用。

②真空精馏。压力范围2~100mmHg（1 mmHg=133.3Pa），气体的流动属粘滞态。在这个压力范围内进行精馏操作是容易实现的。

③高真空精馏。压力范围为0.01~2mmHg，此时气体接近过渡流状态，对真空精馏装置的选型、设计、制造、安装、操作等都有较为严格的要求。

④真空膜精馏（VMD）。在膜的一侧为常压，另一侧抽真空，使溶液通过膜，实现分离和蒸馏的作用。

⑤准分子精馏。压力范围为10-4~10-2mmHg，此时，气体分子的平均自由程与精馏器尺寸相近，气体呈过渡流状态。

⑥分子精馏。操作压力在10-4mmHg以下。在分子精馏或准分子精馏或准分子精馏装置中，气体的流动为分子的自由运动，也就是说，可以忽视该系统中的其他分子的碰撞和干扰，此时，精馏过程受来自液面的蒸发所支配。

按精馏器的形式不同，真空精馏可以分为：塔式精馏、釜形式精馏、喷雾式精馏、离心式精馏、填充式精馏、薄膜式精馏、回转式精馏。

4.真空精馏的应用

真空精馏技术应用广泛，除了在冶金和石油化工领域有大量应用之外，在医药卫生、海水淡化、制冷工业、地质勘探和食品工业等领域都有应用，这里仅举一些在金属冶炼应用中的实例。

真空精馏技术在金属冶炼中的应用主要体现在有色金属的冶炼。有色金属的种类繁多，冶炼方法也不少。但是，采用真空精馏法冶炼有色金属具有工艺流程短、冶炼金属纯度高、无环境污染、清洁、环保、节能等许多优点。所以，在有色金属冶炼过程中得到了广泛的应用。