一、 什么是潜热、汽化热
在理解这些问题之前,先了解什么是“相”。所谓相就是系统物质中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分。不同相之间往往就会产生一个相界面。所以在蒸馏塔中有气相和液相之分。
物质的潜热:是指单位重量的物体,在温度不变时发生相变的过程中,所吸收或放出的热量。例如,气态的酒精变成液态的酒精,就会放出热量,则说气态酒精具有潜热。
气化热:是指单位重量的某种液态物质,完全变成同温度的气态物质所需要的热量。例如,在一个标准大气压时,1千克78.3℃的液态酒精吸热204kcal,就全变为78.3℃的酒精蒸汽,就说酒精汽化热为204kcal/千克。
二、常见名词解析
蒸发:某种物质由液体变为气体的现象。物质的蒸发在任何温度下都能进行,温度越高蒸发得越快。蒸发没有牵涉到化学反应,溶液经加热,只有一组分能成蒸汽,而其它扔留存。如食盐溶液(海水)被加热沸腾,水分蒸发分离,而最后剩余食盐。
冷凝:是由蒸汽转变为液态的过程。在酒精生产中,通常是指将酒精蒸汽变为液体的过程,所用的设备就是冷凝器。
泡点(沸点):混合液开始沸腾时的温度。比如,在标准大气压下,水烧到100度时开始沸腾,我们就说水的沸点是100℃。
露点:又称露点温度(Dew point temperature),在气象学中是指在固定气压之下,空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度。在这温度时,凝结的水飘浮在空中称为雾、而沾在固体表面上时则称为露,因而得名露点。
在化工中,露点是指在在压力一定的情况下,开始从气相中分离出第一批液滴的温度。即混合汽开始冷凝时的温度。泡点<露点。
蒸汽压:一定外界条件下,液体中的液态分子会蒸发为气态分子,同时气态分子也会撞击液面回归液态,一定时间后,即可达到平衡。平衡时,气态分子含量达到最大值,这些气态分子撞击液体所能产生的压强,简称蒸汽压(vapor pressure)。
当液体的蒸汽压达到外压时,液体即产生沸腾现象,此时的温度即在该外压下该液体的沸点。以水为例,一个大气压(101.325kPa)下,若水温达到100摄氏度,此时水的蒸汽压正好是一个大气压,水开始沸腾,100摄氏度即是一个大气压下水的沸点。
挥发度:是该物质挥发难易程度的标志。表示某种纯粹物质(液体或固体)在一定温度下蒸气压的大小。具有较高蒸气压的物质称做易挥发物;较低的称做难挥发物。
相对挥发度a:易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比。a>1,a愈大,物系愈易分离;a=1,无法用普通蒸馏方法分离。
蒸馏:是利用液体混合物中各组分挥发性(沸点)的不同而分离组分的方法。在酒精生产中,将酒精和其他所有挥发性杂质从发酵成熟醪中分离出来的过程,称为蒸馏。蒸馏的结果便是得到粗酒,除去粗酒中杂质,进一步提高酒精浓度和纯度的过程称为精馏。
回流:精馏与蒸馏的区别就在于回流。回流包括塔顶的液相回流和塔底的再沸器部分汽化造成的汽相回流。回流提供不平衡的气液两相,是构成汽、液两相接触传质的必要条件。没有气液两相的接触也就无从进行物质交换。