減壓蒸餾不穩
⑴ 為什麼減壓蒸餾特別適合於分離對熱不穩定的液體有機物
化學與化工學院實驗課程教案模板
(試行)
實驗名稱
減壓蒸餾
一、實驗目的要求:
1
、學習減壓蒸餾的原理及其應用,掌握減壓蒸餾儀器的安裝和減壓蒸餾的操作方法。
二、實驗重點與難點:
1
重點:減壓蒸餾儀器的安裝與應用
2
難點:理解減壓蒸餾的原理並熟練操作
三、實驗教學方法與手段:
1
教學方法:以學生為主,老師為輔的教學機制;學生多看,多問,多操作的「三多」自學
形式,讓自己在不斷地學習中發現問題,解決問題。
2
教學手段:探究式教學,優差互補。
四、實驗用品(主要儀器與試劑)
:
減壓蒸餾儀器裝置:主要由蒸餾裝置、保護和測壓裝置、抽氣減壓裝置三部分組成。
蒸餾裝置:由圓底燒瓶、克氏蒸餾頭、冷凝管、真空接引管、接受器組成。
保護和測壓裝置:包括冷卻阱、吸收塔、壓力計、安全瓶。
五、實驗原理:
1
、減壓蒸餾原理:某些液體有機化合物沸點較高,在常壓下進行蒸餾時,加熱還未達到其
沸點時往往會發生分解、氧化、聚合,所以,不能在常壓下蒸餾。對於這些有機化合物可以
採用減壓蒸餾,
即在低於大氣壓力條件下進行蒸餾。
因為液體有機化合物的沸點與外界施加
於液體表面的壓力有關,
隨著外界壓力的降低,
液體的沸點下降。
許多有機化合物當壓力降
到
1.3~2.0kPa
(
10~15mmHg
)時,沸點可以比其常壓下的沸點下降
80~100
℃,壓力每降低
1mmHg
,
沸點降低
1
℃。
因此,
減壓蒸餾對於分離和提純沸點較高或性質不穩定的液體有機
化合物具有特別重要的意義。所以減壓蒸餾也是分離和提純有機化合物的常用方法。
2
、減壓蒸餾儀器裝置:主要由蒸餾裝置、保護和測壓裝置、抽氣減壓裝置三部分組成。
(
1
)蒸餾裝置:由圓底燒瓶、克氏蒸餾頭、冷凝管、真空接引管、接受器組成。
使用克氏蒸餾頭的優點是可以減少液體沸騰時時常由於爆沸或泡沫的發生而濺入普通蒸餾
頭支管的現象。
克氏蒸餾頭帶支管的一頸插入溫度計
(溫度計位置與普通蒸餾時要求相同)
。
另一頸插入一根毛細管作為安全管,毛細管下端離瓶底大約
1~2mm
,上端接一段短的橡皮
管並裝上螺旋夾,
毛細管的作用是在減壓抽氣時,
將微量空氣抽進燒瓶中,
呈微小氣泡冒出,
作為液體沸騰中心,
使沸騰平穩,
防止爆沸的發生,
同時也起到攪拌的作用
(在減壓蒸餾時,
沸石已經不能起到氣化中心的作用,不能防止爆飛)
。通過螺旋夾的松緊可以調節進氣量大
小,使蒸餾平穩的進行。
接受器通常採用圓底燒瓶,不能使用平底燒瓶或錐形瓶,
因為它們
不耐壓,
在減壓抽氣時會造成內向爆炸。
蒸餾時,
如果要收集不同餾分則可以用多頭接引管。
(2)
抽氣減壓部分:實驗室通常採用水泵和油泵進行抽氣減壓。如果不需要很低的壓力時可
以採用水泵,它是由玻璃或金屬材料製成,它能使系統壓力降到
1067~3333Pa(8~25mmHg)
使用水泵抽氣時,
應在水泵前裝上安全瓶,
防止水壓下降時,
水流倒吸進入接受器污染產品。
停止蒸餾時要先打開安全瓶活塞,再關閉水泵。
如果需要很低的壓力,
就需要使用油泵進行減壓。
油泵能將系統壓力降到
133Pa
下,
但
它對工作條件要求較嚴,
不能使有機物蒸汽、
水、
酸性蒸汽等進入油泵,否則會降低抽真空
性能或腐蝕損壞油泵。因此在油泵前要裝上氣體吸收裝置去對油泵有害的氣體。
(
3
)保護和測壓裝置:包括冷卻阱、吸收塔、壓力計、安全瓶。
冷卻阱用來冷卻水蒸氣和一些易揮發的氣體。
吸收塔通常由無水氯化鈣、
氫氧化鈉顆粒、
片
狀固體石蠟三個塔組成。
分別用來吸收水、酸性氣體、烴類氣體等。安全瓶上有兩通活塞以
供放氣和調節系統壓力,
防止系統內壓力突然變化,
另一個作用是防止倒吸。
壓力計用來測
量系統內壓力大小,
常用水銀式壓力計。
使用水循環式真空泵時,
壓力計與水泵在同一台儀
器上。
在整個減壓系統中,
不能使用有裂縫或薄壁儀器,
不能使用平底燒瓶和錐形瓶等;
在裝
配儀器時,
所有接頭要緊密,不能漏氣;
儀器之間要用厚壁橡皮管連接,以防減壓時橡皮管
被吸癟
六、實驗步驟:
1
、安裝儀器裝置:按照圖時裝好儀器,安裝完畢後,檢查裝置的氣密性:首先關閉安全瓶
上的旋塞、擰進蒸餾頭上毛細管的螺旋夾子,用真空泵抽氣,觀察能否達到要求的真空度,
如果真空保持情況良好,
說明系統密封性好。
然後慢慢旋開安全瓶上活塞,
放入空氣,
直到
內外壓力相等。
2
、加料:在燒瓶中加入占其容量
1/3~1/2
的待蒸餾液體。
3
、減壓蒸餾:旋緊毛細管上的螺旋夾,打開安全瓶上的兩通活塞,然後開啟真空泵,開始
抽氣,逐漸關閉活塞,從壓力計上觀察系統內壓力大小,如果壓力過低,小心旋轉活塞,慢
慢引進少量空氣,
使系統達到所要求的壓力。
調節毛細管上螺旋夾,
使液體中有連續平穩的
小氣泡產生(如果沒有氣泡,可能是毛細管阻塞,應予更換)
。當達到所要求壓力且壓力穩
定後,通入冷卻水,開始加熱,熱浴的溫度一般比液體的沸點高出
20~30
℃。慢慢升溫,液
體沸騰時,調節熱源控制蒸餾速度維持在
0.5~1
滴
/S
,蒸餾過程中密切注意溫度計和壓力計
的讀數,記錄壓力與溫度數值。
4
、結束:蒸餾結束時,應先停止加熱,撤去熱浴,慢慢旋開毛細管螺旋加和安全瓶上的活
塞(一定要慢慢的旋開,切勿快速打開)
,平衡內外壓力,然後關閉真空泵(防止泵中油倒
吸)
,停止通冷卻水,最後拆卸儀器。
七、注意事項:
1
正確安裝儀器裝置,特別注意整套裝置的嚴密性。切忌不能使用有裂縫或薄壁儀器。
2
控制好加熱,讓蒸餾平穩進行。
3
注意蒸餾開始和結束時的正確操作。
八、思考題
:
1
一般在什麼情況下使用減壓蒸餾?
2
使用水泵減壓,是否也需用凈化塔?安全是否可以不用?為什麼?
3
怎樣檢查裝置的氣密性?
4
減壓蒸餾時為什麼必須先抽氣候加熱?結束使為么必須先停止加熱,然後停止抽氣?
以上為實驗課教案的基本內容,
各門課程可以在此基礎上根據課程特色需要適當增加其它內
容。
⑵ 大家好,我想問一下減壓蒸餾時真空度怎樣保持穩定。
要想讓真空度穩定,首先應知道什麼影響真空度。
1、蒸汽噴射器使用的蒸汽壓內力不足,容溫度下降或蒸汽帶水。
2、空冷風機電器系統跳閘或外界氣溫升高,使蒸汽噴射器入口壓力升高。
3、減壓塔塔頂溫度的變化。
4、減壓爐出口溫度的波動。
5、減壓塔底液位升高,會使真空度升高。
6、減壓塔進料中輕組分的多少。
7、蒸汽噴射器本身故障。
8、減壓塔汽液分離罐油裝滿。
9、減壓塔汽液分離罐水封被破壞。
10、抽真空系統有漏點漏入空氣。
11、真空表失靈。
應具體問題具體分析,對症下葯!
⑶ 減壓蒸餾時,為什麼系統壓力會逐漸穩定
在減壓的前期,體系含各種不同沸點的揮發性物質,這時會發生爆沸等現象。當這些揮發性物質被除去後, 體系就會逐漸達到平衡, 也就是逐漸穩定下來了。
⑷ 減壓蒸餾如何防暴沸加沸石可以嗎
對過熱液來體繼續加熱,會驟源然而劇烈的發生沸騰現象,這種現象稱為暴沸。過熱是亞穩狀態,由於過熱液體內部的漲落現象,某些地方具有足夠高的能量的分子,可以彼此推開而形成極小的氣泡。當過熱的液體溫度遠高於沸點時,小氣泡內的飽和蒸汽壓就比外界的壓強高,於是氣泡迅速增長而膨脹,以至由於破裂引起工業容器的爆炸。液體之所以發生過熱的原因是液體里缺乏形成氣泡的核心。為了清除在蒸餾過程中的過熱現象和保證沸騰的平穩狀態,常加沸石,或一端封口的毛細管,因為它們都能防止加熱時的暴沸現象,把它們稱作止暴劑又叫助沸劑。
減壓蒸餾的時候,不要把氣壓降得太低就可以防止暴沸了。減壓蒸餾過程中加入沸石能防止暴沸,但是減壓蒸餾過程中,它的防爆沸的作用就變得很小,還是建議氣壓不要降得太低。
⑸ 減壓蒸餾和常壓蒸餾相比有哪些優缺點
減壓蒸餾是分離可復提純有機化制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。
優點:在真空條件下,物質的沸點降低,可降低能耗,實現在較低溫度條件下的蒸餾條件缺點:需配備真空系統,對容器具的耐壓能力有較高要求。
(5)減壓蒸餾不穩擴展閱讀:
由於常壓蒸餾在原油蒸餾裝置流程中起著「承上啟下」的作用,因而要穩定及操作好常壓蒸餾,首先就要求預蒸餾要穩定操作、適應性強。例如,原油流量及電脫鹽操作的波動要在預蒸餾部分平穩下來,以防止造成常壓蒸餾進料量及性質的大幅波動,進而影響常壓蒸餾操作的穩定性及常壓側線產品的質量。
常壓蒸餾系統主要過程是加熱、蒸餾和汽提,主要設備有加熱爐、常壓塔和汽提塔。常壓蒸餾操作的目標為提高分餾精確度和降低能耗為主。影響這些目標的工藝操作條件主要有溫度、壓力、迴流比、塔內蒸氣線速度、水蒸氣吹人量以及塔底液面等。
⑹ 減壓蒸餾時為什麼保持緩慢而穩定的蒸餾速度
為了減少其它餾分的帶出,增加蒸餾液的純度。
⑺ 減壓蒸餾的操作注意事項
1、用毛細管起氣化中心的作用, 用沸石起不到什麼作用. 當然對於那些易氧化的物質, 毛細管也可以通氮氣, 二氧化碳起保護
2、也可以用磁力攪拌油浴鍋,很方便,加熱穩定,攪拌還可以控制速度
3、簡單的減壓蒸餾直接在後面加一個液氮冷阱就行,復雜的就如上所說,需要加氯化鈣塔、氫氧化鈉鹼塔、石蠟塔以保護抽濾泵
4、減壓蒸餾提純過程中碰到蒸餾過程中餾分溫度持續上升,無法提純,可以採用加分餾柱,如果不行的話換精餾柱;要控制升溫的速度,梯度升溫;蒸餾前先拉真空,真空穩定後再慢慢升溫 。
⑻ 減壓蒸餾的缺點和優點是什麼
水蒸氣蒸餾更方便,誰也能做,很普通的儀器就足夠了。減壓蒸餾能降低水的沸點,可以省能源,但必須有特定的減壓儀器,適合於大量的水蒸餾
⑼ 減壓蒸餾時應注意哪些安全問題簡述減壓蒸餾所需儀器設備及安裝注意事項。
儀器安裝好後,先檢查系統是否漏氣,方法是:關閉毛細管,減壓至壓力穩內定後,夾住連接系統的橡皮管,觀容察壓力計水銀柱有否變化,無變化說明不漏氣,有變化即表示漏氣。為使系統密閉性好,磨口儀器的所有介面部分都必須用真空油脂潤塗好,檢查儀器不漏氣後,加入待蒸的液體,量不要超過蒸餾瓶的一半,關好安全瓶上的活塞,開動油泵,調節毛細管導入的空氣量,以能冒出一連串小氣泡為宜。當壓力穩定後,開始加熱。液體沸騰後,應注意控制溫度,並觀察沸點變化情況。待沸點穩定時,轉動多尾接液管接受餾分,蒸餾速度以0.5~1滴/S為宜.蒸餾完畢,除去熱源,慢慢旋開夾在毛細管上的橡皮管的螺旋夾,待蒸餾瓶稍冷後再慢慢開啟安全瓶上的活塞,平衡內外壓力,(若開得太快,水銀柱很快上升,有沖破測壓計的可能),然後才關閉抽氣泵。
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⑽ 為什麼減壓蒸餾裝置內的壓力未穩定時,不能加熱燒瓶
壓強降低會使得液體沸點下降
如果在減壓進行的過程中就加熱,一方面體系壓強減小,另一方面溫度又升高,可能出現液體在短時間內就開始沸騰,造成爆沸