蒸餾
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蒸餾（英語：distillation、distilled，法語：distillation）是一種熱力學的分離工藝，它利用混合液體或液-固體系中各組分沸點不同，使低沸點組分蒸發，再冷凝以分離整個組分的單元操作過程，是蒸發和冷凝兩種單元操作的聯合。蒸餾可以清除絕大部分雜質和殺死微生物。與其它的分離手段，如萃取、吸附等相比，它的優點在於不需使用系統組分以外的其它溶劑，從而保證不會引入新的雜質。
蒸餾有許多的應用，例如：
- 將製酒用材料發酵後，用蒸餾方式製作含有高乙醇含量的蒸餾酒，或其他有商業價值的發酵製品。
- 海水淡化傳統上會用蒸餾來進行，利用液體在沸點時產生蒸氣的原理，把海水中的水分轉變為蒸氣，把水分子和鹽分分離，再使水分子凝固後就可製得淡水，是有效的作法。
- 在石油產業中，原油穩定（oil stabilization）是一種減少原油蒸氣壓的分餾方式，使原油的儲存及運輸可以安全，也減少原油中揮發到大氣中的揮發性碳氫化合物。在煉油廠的中游操作中，分餾是將石油轉換為燃料及原材料的主要單元操作類別之一[1][2][3]
- 低溫物理學中的蒸餾可以分離空氣，產生的產物為工業應用的氧、氮及氬。
- 化學工業中，許多化學合成的產物會用蒸餾方式，和其他物質（可能是其他產物、雜質，或是未反應的反應物）分離。
原理
[編輯]不同組分液體具有不同的沸點，是蒸餾最基本的理論依據。在相同溫度下，液體上方各個組分蒸氣的分壓也有所不同。
參考二元單相液體的相圖，當由液體A和B按一定比例配成的混合液（設A的濃度為c1）經過加熱後到達沸點線，然後通過無差異的氣液平衡（從1到2），在生成的氣相中得到A的含量為c2的混合氣；該氣體經過降溫冷凝後收集便得到具有新組成（A濃度為c2）的液體。按圖例來講，就是左側的A組分被提純了（因為c2大於c1）。
蒸餾有兩種形式：
- 簡單蒸餾，如製造蒸餾水以去除其中溶解的固體雜質；製造蒸餾酒以濃縮酒精，去除部分水分；
- 精餾，也叫分餾，利用混合液體中各成份沸點的不同，將其他部份的液體氣化，因此可以分離各成份，例如在在加壓冷卻空氣過程中，分餾出沸點較高，尚未液化的液氮。
相關條目
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ Schaschke, C., 2014. A Dictionary of Chemical Engineering. Oxford University Press.
- ^ 2019. Distillation: The Historical Symbol of Chemical Engineering. The University of Toledo. URL https://www.utoledo.edu/engineering/chemical-engineering/distillation.html （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
- ^ 2017. Products made from petroleum. Ranken Energy Corporation. URL https://www.ranken-energy.com/index.php/products-made-from-petroleum/ （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
