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分馏柱的分馏能力和效率,分别用"理论塔板值"和"理论塔板等效高度HETP)"来表示。一个理论塔板值相当于一次简单的蒸馏。具有同样分馏能力的分馏柱,其长度不一定相等。例如:甲、乙两个分馏柱,它们的理论塔板值都是20,甲的高度为60厘米,乙的高度为20厘米。显然,两者的理论塔板等效高度是不同的。因为理论塔板等效高度为: HETP=分馏柱高度/理论塔板数 所以,甲分馏柱的理论塔板等效高度为3厘米,而乙分馏柱的理论塔板等效高度为1厘米。通过这个例子可以看出,分馏柱的理论塔板等效高度越低,其单位长度的分馏效率越高。 在进行精馏操作时,主要根据被精馏的化学试剂中主体与杂质的沸点差别及其沸点的高低范围选择分馏柱。如果两组分的沸点差在100℃以上时,可以不使用分馏柱;如果沸点差在25℃左右时,可选择普通的分馏柱;如果沸点差在10℃左右时,需要使用精细的分馏柱,诸如,微格罗分馏柱等。精馏过程使用的加热源必须稳定,以保证加热温度稳定。只有严格控制和恒定的加热,才能保持所需要的回流比值。如果加热过快,会产生液泛现象,分馏效率也太差。如果加热太慢,分馏柱就只能起到回流冷凝的作用,根本蒸馏不出来任何东西。此外,在精馏时,回流物和馏出物需要一个适当的比例,即回流比要适当,其值大体上与分馏柱的理论塔板值相等,这样,才能使精馏过程正常进行。 表3-3几种分馏柱的性能参数
| 类 型 |
流出率(ml/min) |
塔藏量(ml/塔板) |
理论塔板高度(cm) |
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微格罗 |
5-10 |
0.5-2 |
7-12 |
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玻璃单环 |
2-7 |
0.7-1 |
3-5 |
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金属单环 |
1-5 |
0.2-0.5 |
1-1.5 |
|
同心管 |
0.5-2 |
0.02-0.03 |
0.5-1.0 |
|
自转带 |
3-5 |
0.01-0.03 |
0.5-3 |
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