水蒸汽蒸馏

《水蒸汽蒸馏》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水蒸汽蒸馏（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏 - - 正文正文直接向不混溶于水的液体混合物中通入水蒸气的蒸馏方法，常用来降低操作温度，以便将高沸点或热敏性物质从料液中蒸发出来，从而得到纯化，如脂肪酸、苯胺、松节油的提取和精制。 将水蒸气连续通入含有可挥发物质 A 的混合液，在达到相平衡时，汽相含有水蒸气和组分 A,汽相的总压等于水蒸气分压和组分 A 分压之和。当汽相总压等于外压时，液体便在远低于组分 A 的正常沸点的温度下沸腾,组分 A 随水蒸气蒸出。在水蒸气蒸馏操作中,水蒸气起到载热体和降低沸点的作用。原则上，任何与料液不互溶的气体或蒸气皆可使用；但水蒸气价廉易得，冷却后容易分离,故最为常用。如果蒸馏操作中使用饱和

2、水蒸气,且外部加入的热量不足，水蒸气将部分冷凝，形成两个液相。这时汽相中水蒸气的分压最大，等于其饱和蒸气压，液体将在最低温度下沸腾，但由于水的饱和蒸气压远高于组分 A 的蒸气分压，所以馏出汽相中组分 A 的含量很少，水蒸气的耗用量最大。为节省能耗，在蒸馏釜内须避免出现水蒸气的冷凝。为此可采用外部加热或使用过热蒸汽将料液升温到允许的最高温度,以增大组分 A 的蒸气分压。同时选择较低的操作压力,降低水蒸气的分压,节省水蒸气的用量。 水蒸气蒸馏水蒸气蒸馏 - - 配图配图如果两种液体物质彼此互相溶解的程度很小以至可以忽略不计，就可以视为是不互溶混合物。 在含有几种不互溶的挥发性物质混合物中，每一组分

3、 i 在一定温度下的分压 pi 等于在同一温度下的该化合物单独存在时的蒸气压 pi0 ： pi = pi0 而不是取决于混合物中各化合物的摩尔分数。这就是说该混合物的每一组分是独立地蒸发的。这一性质与互溶液体的混合物（即溶液）完全不同，互溶液体中每一组分的分压等于该化合物单独存在时的蒸气压与它在溶液中的摩尔分数的乘积Raoult 定律。 根据 Dalton 定律，与一种不互溶混合物液体对应的气相总压力 p 总等于各组成气体分压的总和，所以不互水蒸汽蒸馏装置图溶的挥发性物质的混合物总蒸气压如方程式所示： p 总 = p1 + p2 + + pi 从上式可知任何温度下混合物的总蒸气压总是大于任一组

4、分的蒸气压，因为它包括了混合物其它组分的蒸气压。由此可见，在相同外压下，不互溶物质的混合物的沸点要比其中沸点最低组分的沸腾温度还要低。 水蒸汽蒸馏中冷凝液的组成由所蒸馏的化合物的分子量以及在此蒸馏温度时它们的相应蒸气压决定。水蒸气蒸馏效果要优于一般蒸馏和重结晶: m 表示气相下该组分的质量 M 表示该组分物质摩尔质量 p 表示纯物质的蒸气压 m(s)/m(水)=p0(s)M（s）/p(水)M（水） 鉴于通常有机化合物的分子量要比水大得多，即使有机化合物在 100摄氏度只有 5mmHg 的蒸气压，用水蒸气蒸馏亦可获得良好的效果。 对于水和溴苯的混合物，在 95C时溴代苯和水的混合物蒸气压分别为 p 溴苯= 16kpa 和 p 水= 85.3kpa，分子相对质量分别为 M 溴苯=157、M 水=18，其馏出液的组成可从方程式（1）计算获得： m 溴苯:m 水 =(16157)/( 85.318)=1.635/1 由此，在馏出液中，溴苯的质量分数为 1.635/( 1+ 1.635 )=62 % 。 结果，尽管在蒸馏温度时溴苯的蒸气压很小，但由于其相对分子质量大，按质量计在水蒸气蒸馏液中溴苯要比水多。