小型精馏装置是实验室或小规模生产中用于分离液体混合物的核心设备,凭借体积小、操作灵活、分离效率可控等特点,广泛应用于有机合成、溶剂回收、精细化工等领域。其核心功能是通过混合物中各组分沸点的差异,利用多次汽化 - 冷凝过程实现分离提纯。
一、核心组成及功能
小型精馏装置的结构虽简化,但保留了精馏的关键单元,各部件协同实现 “传热” 与 “传质” 过程:
精馏塔:装置的核心,内部填充填料(如玻璃珠、金属环、θ 环)或设置塔板(如筛板、泡罩板),为气液两相提供接触面积,实现组分分离。填料型适合低流量、高分离效率场景(如分离沸点接近的体系),塔板型则更耐杂质,适合有少量固体的混合液。
加热单元:通常为电热套或水浴锅,为塔釜内的物料提供汽化热源,需配备温控装置(如 PID 控制器),精确控制加热温度(误差一般≤±1℃)。
冷凝器:将塔顶蒸汽冷凝为液体,常用直形冷凝管(适用于低沸点溶剂)或球形冷凝管(冷凝效率更高),冷凝介质可根据需求选择自来水、冰水或低温冷却液。
回流比控制器:调节回流液与馏出液的比例(回流比),直接影响分离效率。小型装置多采用手动控制(如回流分配阀)或简易自动控制器,回流比可在 1:1 至 10:1 范围内调节。
塔釜与接收瓶:塔釜(通常为圆底烧瓶,容量 50-5000mL)用于盛放待分离的原料液;接收瓶通过尾接管连接冷凝器,收集不同馏分,可配备多口接收装置实现分段接料。
辅助部件:包括温度计(监测塔顶 / 塔釜温度)、真空系统(用于减压精馏,如旋片泵)、保温层(减少塔体热量损失,维持温度梯度)等。