減壓蒸餾溶劑回收率

㈠ 水蒸氣蒸餾、減壓蒸餾與精餾的方法是什麼

這是提純低熔點化合物的常用方法。一般情況下，減壓蒸餾的回收率相應較低，這是因為隨著產品的不斷蒸出，產品的濃度逐漸降低，要保證產品的飽和蒸汽壓等於外壓，必須不斷提高溫度，以增加產品的飽和蒸汽壓，顯然，溫度不可能無限提高，即產品的飽和蒸汽壓不可能為零，也即產品不可能蒸凈，必有一定量的產品留在蒸餾設備內被設備內的難揮發組分溶解，大量的斧殘既是證明。水蒸氣蒸餾對可揮發的低熔點有機化合物來說，有接近定量的回收率。這是因為在水蒸氣蒸餾時，斧內所有組分加上水的飽和蒸汽壓之和等於外壓，由於大量水的存在，其在100℃時飽和蒸汽壓已經達到外壓，故在100℃以下時，產品可隨水蒸氣全部蒸出，回收率接近完全。對於有焦油的物系來說，水蒸氣蒸餾尤其適用。因為焦油對產品回收有兩個負面影響：一是受平衡關系影響，焦油能夠溶解一部分產品使其不能蒸出來；二是由於焦油的高沸點使蒸餾時斧溫過高從而使產品繼續分解。，水蒸氣蒸餾能夠接近定量的從焦油中回收產品，又在蒸餾過程中避免了產品過熱聚合，收率較減壓蒸餾提高3－4％左右。雖然水蒸氣蒸餾能提高易揮發組分的回收率，但是，水蒸氣蒸餾難於解決產物提純問題，因為揮發性的雜質隨同產品一同被蒸出來，此時配以精餾的方法，則不但保障了產品的回收率，也保證了產品質量。應該注意，水蒸氣蒸餾只是共沸蒸餾的一個特例，當採用其它溶劑時也可。

共沸蒸餾不僅適用於產品分離過程，也適用於反應物系的脫水、溶劑的脫水、產品的脫水等。它比分子篩、無機鹽脫水工藝具有設備簡單、操作容易、不消耗其它原材料等優點。例如：在生產氨噻肟酸時，由於分子中存在幾個極性的基團氨基、羧基等，它們能夠和水、醇等分子形成氫鍵，使氨噻肟酸中存在大量的游離及氫鍵的水，如採用一般的真空乾燥等乾燥方法，不僅費時，也容易造成產物的分解，這時可採用共沸蒸餾的方法將水分子除去，具體的操作為將氨噻肟酸與甲醇在迴流下攪拌幾小時，可將水分子除去，而得到無水氨噻肟酸。又比如，當分子中存在游離的或氫鍵的甲醇時，可用另外一種溶劑，例如正己烷、石油醚等等，進行迴流，可除去甲醇。可見共沸蒸餾在有機合成的分離過程中佔有重要的地位。

㈡ 辣椒色素的提取精製工藝如何

（1）有機溶劑萃取法
根據辣椒色素的理化性質，工業上多採取以下方法進行提取。將茄科植物辣椒的成熟乾燥果實之果皮粉碎後，用乙醇、丙酮、異丙醇或正己烷等抽提。考慮到天然紅辣椒中含有辣椒紅、辣椒素、辣椒油脂等成分，其中辣椒素即辣椒鹼有辣味，高溫下產生刺激性蒸氣，因此在辣椒色素的精製過程中必須將其去除。從結構上看辣椒素含有醯胺鍵，分子中含有一個羥基，是一個極性化合物，其晶體呈現為單斜稜柱體或矩形，熔點61℃，溶於稀乙醇、己醚、丙酮、乙酸乙酯等溶劑及鹼性水溶液中。考慮到辣椒紅混合物和辣椒素在不同溶劑中溶解度不同，可以利用兩者的溶解度差異進行脫辣處理。
賀文智等基於此原理採用正己烷萃取法，利用辣椒紅色素易於溶於正己烷而辣椒素較難溶於正己烷的性質將兩者進行分離，操作步驟如下稱取經去蒂、去籽、粉碎處理後的紅辣椒粉末，以丙酮為萃取劑進行常壓萃取操作，提取液在溫度為90℃、真空度為0.09兆帕（MPa）的條件下進行減壓蒸餾濃縮，同時回收丙酮。用丙酮提取辣椒紅的過程實質上是液固之間通過相際接觸表面進行的傳質過程，傳質速率的快慢決定著傳質設備的尺寸及操作時間。該方法為了提高傳質速率，採用索氏提取器對粉末狀的干紅辣椒進行提取。稱取一定量的經濃縮的辣椒紅粗產品用一定量的正己烷進行萃取脫辣。色價定義為單位質量原料的提取物的吸光度。
該方法操作簡單，色素回收率較大，產品得率高，但產品色價較小。由於色價值與辣度呈負相關性，說明該方法脫辣不夠徹底，對於以辣椒紅為主要產品且對辣椒素含量要求不是十分苛刻的情況，可以採用此方法。張宗恩等以丙酮為溶劑提取制備辣椒油樹脂，油樹脂得率高、色價大、辣素含量低，便於分離。採用pH大於10.37的丙酮（50%）溶液進行5次以上脫辣萃取可得到口嘗無辣味的紅色素。該方法工藝簡單、操作方便，所得色素的各項質量指標均符合FAO/WHO標准。
（2）柱層析法
據報道，辣椒中的辣椒素即使稀釋1∶100000仍能感覺到辣味，這在很大程度上限制了辣椒色素的應用。因此，去掉辣味成分就成為提取分離辣椒紅色素工藝的關鍵步驟。用硅膠柱層析分離辣椒色素屬分配層析法，是根據色素和辣素的結構差異，在束縛於硅膠上的固定相和洗脫液中的溶解度不同，因此在固定相和洗脫液之間的分配系數不同而達到分離效果。袁慶雲研究了用硅膠柱層析分離辣椒紅色素，總結出以下工藝流程：
辣椒→挑選→粉碎→加酶→過濾→濃縮→乙醇石油醚提取→過濾→濃縮→上硅膠柱→洗脫→濃縮→深紅色黏稠液體
操作要領：①加酶：加酶水解使細胞中與蛋白質、脂肪、糖類等結合的色素游離出來，便於用溶劑提取。②提取：以90%乙醇和石油醚（1∶1）的提取液在室溫下攪拌過夜提取，經過濾後減壓濃縮。③通過薄層層析尋找洗脫條件，當石油醚和食用級90%乙醇體積比=2∶1時展層效果最好。④將提取的濃縮液上硅膠柱，柱直徑10厘米，高100厘米，用洗脫液洗脫，收集紅色洗脫部分。⑤將收集的洗脫部分減壓濃縮。
實驗所得紅色黏稠液經檢驗水分含量0.37%，脂肪含量90.68%，色素∶色階E1%1cm（475nm）=143，不含辣椒素。賀文智、索全伶等也探討了辣椒紅色素的柱層析提取精製方法：用丙酮作萃取劑從紅辣椒乾粉中提取出辣椒紅粗品，粗品經減壓蒸餾濃縮處理後進行柱層析脫辣精製操作。該試驗鑒於柱層析法的優點，採用尺寸規格較大的玻璃柱進行柱層析分離，選用粒徑74～152微米（μm）硅膠作填料，石油醚與丙酮的復配混合液（10∶1）為展開劑進行柱層析。辣椒紅粗品上柱淋洗分離，首先流出的是橙黃色液體（量少），其次是辣椒紅色素，最後是較難洗脫的淡黃色且具有較濃辣味的液體。收集紅色素產品進行減壓蒸餾濃縮，用751分光光度計測定其色價E 1%1cm（460nm）=56.5，色素回收率可達平均67.2%。
針對現有文獻中大多介紹以紅辣椒為原料提取無辣味混合色素的方法但未對混合色素作進一步分離分析的問題，提出了採用柱層析對辣椒色素中的黃色素進行分離。該方法以硅膠為固定相，丙酮、95%乙醇分別作為辣紅素和辣黃素的洗脫劑，每次分離的色素量為硅膠質量的4%～2%，分離後的液體經減壓蒸餾得濃縮產物。通過此過程，不但可得到辣椒色素中的主要副產品——黃色素，而且相應地提高了主要成分的純度，得到純度較高的紅色素。
採用柱層析分離技術，選用吸附劑X和混合洗脫液用於中試，將辣椒色素中紅、橙、黃進一步分離，可以使低質量辣椒紅色素的色價和色調得到較大的提高。吳明光等採用柱層析分離技術，從辣椒果皮中分離出了游離型結晶辣椒紅色素單體，其含量大於95%，這是我國辣椒紅色素在劑型上的突破。
（3）超臨界CO2流體萃取技術
由於辣椒紅素的油狀特性使得採用有機溶劑萃取分離得到的辣椒色素產品中有較高的溶劑殘留，採取一般的洗脫劑方法產品很難達到聯合國糧農組織和世界衛生組織（FAO/WHO，1984）規定的最新標准，極大地影響了辣椒色素的實用和出口創匯。超臨界流體萃取是一種新型的化工分離技術。該技術的關鍵是了解超臨界流體的溶解能力及隨諸多因素影響的變化規律。超臨界CO2流體萃取（SCFE-CO2）就是使用高於臨界溫度、臨界壓力的CO2流體作為溶媒的萃取過程。處於臨界點附近的流體不僅對物質具有極高的溶解能力，而且物質的溶解度會隨體系的壓力或溫度的變化而變化，從而通過調節體系的壓力或溫度就可以方便地進行選擇性地萃取分離不同物質。超臨界分離技術工藝簡單，能耗低，萃取溶劑無毒、易回收，所得產品具有極高的純度，殘留溶劑符合FAO/WHO要求。趙亞平等採用自行設計的超臨界CO2流體萃取設備進行辣椒色素提取。該設備主要由供氣系統、超臨界CO2流體發生系統、萃取分離系統、計量系統4部分組成，所有部件都國產化。實驗表明，最佳萃取條件為粒度〈1.2毫米，萃取壓力15兆帕（MPa），萃取溫度50℃，流量6立方米/小時。在萃取過程中，根據UV3000紫外可見分光光度計測定200～600納米（nm）的吸光度曲線判斷辣椒色素與辣椒素的分離效果。用色素的丙酮溶液在449納米（nm）處測定吸光度，所得值即為色素的色價。用該方法萃取的辣椒色素各項質量指標均超過國家標准。
採用瑞士NOVA公司製造的超臨界萃取裝置對辣椒色素進行分離、提純。使產品符合FAO/WHO殘留溶劑標准要求（己烷含量≤25毫克/千克）的最佳工藝參數是：萃取壓力18兆帕（MPa），萃取溫度25℃，萃取劑流量2.0升/分（L/min），萃取時間3小時（h）。在最佳工藝條件下產品色價可達到342。韓玉謙等採用超臨界CO2流體萃取技術對色價100～180，溶劑殘留30×10-6～150×10-6的辣椒紅色素進行精製，實驗結果表明：當萃取壓力控制在20兆帕（MPa）以下時，辣椒紅色素的色價和色調幾乎不受損失，有機溶劑的殘留可以降低到2.7×10-6左右，但辣椒色素中的紅色系色素和黃色系色素未達到完全分離。研究發現，在超臨界CO2流體萃取辣椒色素的過程中使用助溶劑如1%的乙醇或丙酮或升高提取壓力能提高辣椒色素得率。在較低壓力下分離得到的辣椒色素幾乎都是β-胡蘿卜素，而在較高壓力下得到較大比例的紅色類胡蘿卜素如辣椒紅色素、辣椒玉紅素、玉米黃質、β-隱黃質等和少量的β-胡蘿卜素。在兩步分段提取過程中，第一階段採用分離紅辣椒油和β-胡蘿卜素的技術保證了第二階段辣椒色素提取的富集，並使辣椒紅、黃色素比率達到1.8。在自行開發的多功能超臨界CO2流體萃取分餾裝置上對辣椒色素脫辣精製技術進行了研究，結果表明：在小於10.0MPa壓力下可萃取出黃色和辣味成分，保留紅色素；當壓力大於12.0兆帕（MPa）時可將紅色組分萃取完全。盡管超臨界流體萃取天然色素具有很多的優點，但由於超臨界設備一次性投資較大，目前我國在這一領域還未得到廣泛的應用。
（4）其他
採用兩步法萃取分離紅辣椒，即先用有機溶劑浸取法從干尖辣椒中萃取出含有紅色素、辣椒素和焦油味臭味的辣椒浸膏，然後再用超臨界CO2萃取的方法去除焦油味臭味並把紅色素和辣椒素分開，從而得到不含有機溶劑的紅色素和辣椒素，產量較單純用超臨界萃取方法提高5～7倍，且質量遠超過FAO/WHO（1984）標准。

㈢ 蒸餾及沸點測定回收率偏低的原因

張六及沸點測定回收率偏低的原因我覺得應該是它的使用率比較小，而且它的用途應該是比較少的，所以才會出現這樣的情況，但是張遼機會沸點回收我覺得還是應該有一定的用途。

㈣ 碳氫清洗劑的一、碳氫系清洗劑

通過蒸餾原油得到的餾分溶劑有石油系、石油系碳氫化合物、碳氫化合物系、烴（烴）、工業用汽油等稱謂，其定義至今尚不明確。碳氫化合物顧名思義，只是由兩種元素組成的化合物。以前曾簡單將原油蒸餾精緻得到的燈油直接作為清洗劑，由於有臭味，引火性以及從乾燥性方面考慮以逐漸不被使用。
現在使用的大多數碳氫系清洗劑並不是原油簡單蒸餾精緻的產品，而是化學合成品或經過高級精煉處理的產品。碳氫系清洗劑從好、臭味小。將燈油餾分過分子篩萃取，蒸餾調整沸點。也有單一組分的物質。
異構烴：結構式為CnH2n+2的飽和鏈烴。與直鏈的正構烴相其化學結構上可以分為正構烴系、異構烴系、環烷烴和芳香烴四類。
正構烴：結構式為CnH2n+2的飽和鏈烴。直鏈烴的安定性比，異構烴具有支鏈，其安全性也好、臭味小。大多為合成製得。
環烷烴：結構式為CnH2n的飽和鏈烴。碳原子數不同，可有單純的環狀烷烴，具有側鏈的環烷烴等。從結構上看比鏈烴的溶解性好，但安定性、臭味方面稍差。一般將含環烷烴多的原油蒸餾或向芳香系中加入核水至得。
芳香烴：含苯環，溶解力強，由於擔心其毒性現在較少使用。 1、清洗機理
非水系清洗劑的清洗原理簡單地說是依據溶劑的溶解力進行清洗。基於對油脂或油性污染的溶解性的脫脂機理是：相似相溶原則。汽油、燈油等碳氫化合物容易溶解重油，其它烴類，易與相近的鹵代烴（四氯化碳、三氯乙烷等）互溶。水能與具有與水結構相似OH的化合物如R-COOH（低級脂肪酸）、R-OH（低級醇）等互溶也是基於此。異種液體間的溶解性與表面張力、界面張力有密切關系。例如，苯、環烷烴等溶劑的表面張力與焦油、潤滑油的表面張力差別不大，兩者間的界面張力值近似容易互溶。對於溶劑對油脂或油性污物的溶解性，不同溶劑一定溫度下的溶液在冷卻過程中，溶質分離的溫度越低其對溶質的溶解度就越大。
2、KB值
KB值是噴漆、塗料工業如表示天那水的溶解力而使用的值，指25℃下從120g標准kauri gum-丁醇溶液中析出kauri gum所需要稀釋劑的ml數，KB值越高溶解性越好。作為清洗用溶劑溶解力的判別曾以KB值作為指標，但KB值是指對樹脂的溶解性，與清洗力無直接關系因而難於作為基準。
3、SP值
清洗用溶劑的溶解性能指標有溶解度參數SP值。SP值用下式表示：
SP值：δ=(△E/V) △E：蒸發能V：摩爾體積
SP值相近的物質具有相近的凝集能，因而易於互相溶解。此現象即相似相溶的經驗規則。各物質的SP值如另頁所示。一般碳氫系清洗劑的SP值為7～8，此值因與加工油的SP值（7～8）一致，因此易於溶解，且有高的清洗力。但與樹脂的SP值相距甚遠，因而不易侵蝕這些材料。同時對於含樹脂的污物，醇類的溶解性較差清洗效果不好。選擇清洗劑時SP值可以作為一個指標，但僅以數值作為判斷比較危險，必須用實際污染油等作清洗性能實驗進行評價。 影響清洗力的因素除溶劑的溶解力外，還有熱、攪拌、摩擦力、加壓、減壓、研磨、超聲波等物理作用力的影響。不是只考慮其中的一種因素，而是將所有因素通盤考慮才能提高清洗效果。表2是影響清洗力的因素總結。
影響清洗力的因素
化學力：溶解力…界面張力…表面活性劑（助劑）化學反應力…
物理力：加熱 …促進其它清洗因素的反應、污物的物理變化，被清洗物的物性變化。超聲波…由超聲所引起的空化作用、加速度、直進流引起的強力剝離、分散。攪 拌…為促進被清洗表面與新鮮清洗液的接觸的攪拌，由於均一化作（搖動、用提高清洗效果、機械促進被清洗表面污物的剝離，分散剝離回轉）後的污物於清洗液中，防止清洗面的再附著。減壓…使減壓液向細微處浸透，使污物膨脹除去。根據以上影響清洗力的幾點因素，碳氫清洗設備在設計和配置上要有所針對性，例如清洗的主功能槽的配置通常如下：工作原理：第一階段：首先由操作者將欲清洗的產品放入洗籃，然後將洗籃放進設備上料區，通過操作員控制機械臂將洗籃提到清洗主槽。這時氣缸驅動槽蓋自動關閉清洗槽，真空脫氣系統啟動，將槽內空氣抽盡.在真空狀態下可以將需要清洗的產品的狹小縫隙內氣體及含在清洗劑中的氣體抽出，超聲波啟動，搖擺裝置啟動，帶動洗籃轉動，使清洗劑可以充分進行清洗；到設定的時間後，真空釋放,氣缸驅動將蓋子打開,機械臂將洗籃提出,進入第二槽清洗.至於需要幾個槽進行真空清洗,則需要根據產品表面的油污,雜質等物質及產品的產量來決定.
清洗（五槽清洗機舉例）
序分 清洗工程 清洗方式清洗介質 清洗時間 使用溫度 過濾方式 加熱方式 真空脫氣 備注
1 初 洗 超聲浸洗拋動+旋轉 炭化水型號另選 3–30min可以調節 常溫–100℃根具選用的清洗液定可以調節筒式過濾 導熱油加熱 有 強製冷卻有
2 精 洗 超聲浸洗拋動+旋轉 炭化水型號另選 3–30min可以調節 常溫–100℃根具選用的清洗液定可以調節筒式過濾 導熱油加熱 有 強製冷卻有
3 漂 洗 超聲浸洗拋動+旋轉 炭化水型號另選 3-30min可以調節 常溫–100℃根具選用的清洗液定可以調節筒式過濾 導熱油加熱 強製冷卻有
4 5 切液+真空乾燥 高速風刀+旋轉真空乾燥 高速熱 風 3-30min可以調節 RT-150℃ 中效過濾 電加熱 排氣有
6 回 收 真空減壓蒸餾回收 炭化水型號另選多段式蒸餾回收 ------------ ----------- 導熱油加熱 -----
三、碳氫系清洗劑的特長和注意點
1、特長
前面已經提到碳氫清洗劑可分為正構烴、異構烴、環烷烴和芳香烴等。其特點為：
對金屬加工油的清洗力強→由於表面張力小，細縫、細孔部的清洗效果好。
對液晶污物，尤其是聯苯系污物的相溶性好。
最近已有了各種污物（水溶性加工油、login、flaks）具有清洗作用的清洗劑。
不腐蝕金屬。
對樹脂的影響小→正構烴、異構烴、環烷烴。
大多數碳氫系清洗劑經過蒸餾可以再循環利用，使用經濟。
2、注意點
碳氫系的弱點在於引火點低，需注意清洗設備及周圍場所的防爆。 1、清洗力
如非水系清洗劑的原理部分所述，非水系清洗劑的清洗力依賴於溶解作用。污染物加工油是礦物油時也有不能溶解的物質。用選定的清洗劑能否溶解污物需事前試驗，從而選擇溶解性能好的清洗劑。
2、清洗條件
用同樣的清洗劑清洗同樣的污物，若清洗條件（溫度、時間、物理作用力等）不同也會得到不同的清洗效果。溫度越高、時間越長，拋動或加超聲波等物理作用力，則清洗效果越好。必須在與實際使用清洗機相同或更加嚴格的條件下先進行試驗。
3、廢棄物的可處理性
洗劑失效後，液體將被更換，廢液便成了廢棄物。碳氫清洗劑由於可燃可以燃燒廢棄，還有可能作為燃料得到再利用。但含氯系清洗劑自己是無法處理的，需委託專門的廢棄物處理公司，此時會增加費用。因此需選擇易於處理的清洗液以降低費用。
減少殘油量的方法：
1、減少附著的清洗劑量。
2、減少附著清洗劑中的加工油量。
附著清洗劑量的方法主要由產品的形狀、表面粗糙程度、清洗劑性質（表面張力、膜厚等）決定，因此通過在清洗設備上採取相應措施如除液法（旋轉除夜等）、除液時間（長時間）、溫度（高溫下降低粘度）等。
降低附著清洗劑中加工油的量的方法有設置潤濕槽、增加潤濕槽數量清洗設備方面的相應措施以及最終清洗採用新清洗液，設備蒸餾再生機使潤濕槽內加工油濃度控制在一定量以下等。液體管理措施。
2、蒸餾再生法
介紹前面提到的蒸餾再生。清洗劑可由於被清洗物上附著的污物（加工油、潤滑脂、防銹油、蠟、液晶等）的混入，主要成分的分解、添加劑的消耗等原因被污染從而變質，隨污染變質的進行清洗劑將逐漸不能再使用。蒸餾再生裝置利用液體的沸點隨壓力降低而降低的性質進行減壓蒸餾，只回收清洗液中的清洗劑而將加工油等作為廢液處理的方法。
濾器除去溶劑中的金屬粉等雜質，用預熱器加熱溶劑使之汽化，通過分離槽除去不純物。再生後的溶劑經凝氣液化，暫時停留在溶劑回收槽後返回清洗槽。
一般的運行條件為壓力50～100Torr 溫度90～120℃，要得到純度較好的回收品提高回收率可根據清洗液和加工油的性狀改變上述條件。一般提高了回收品的純度其回收率便降低，要得到高回收率其純度就低。
應根據清洗槽、混入加工油的量、加工油的種類、清洗性能等的要求選擇適當的蒸餾再生機。
一般作為廢液排出的是混入的加工油量+α量，因此要選擇適宜於可處理混有大量加工油清洗液的再生機。
還要注意，若無法保證清洗效果。一般選擇每日可處理1次清洗槽內液體的蒸餾機。例如清洗槽+潤濕槽內液體的總量為360L，工作時間為8h/日，則30L/h的蒸餾機清洗槽內液體理論上的清洗頻度可達0.7次/日。若此時蒸餾機的回收率為95%，則30L/h×0.05×8h=12L/日即每日排出的廢液量為12L，若每月工作25日，則需補充300L的清洗液。回收率為98%時，30L/h×0.02×8h=4.8L/日同樣每月工作25日，需補充清洗液12L。回收率3%則損失的量差2.5倍，故需認真研究廢液量（或補充液量）的差額。
含氯及氟系列清洗劑與碳氫系相比沸點較低，與其說是通過減壓蒸餾使溶劑再生，不如說引入可進行蒸汽清洗的清洗設備一邊再生一邊清洗。此時重要的是要管理清洗槽內清洗液中究竟混入了多少加工油。選擇清洗劑時除了清洗劑的價格外，還需研究蒸餾再生時的回收率，純度等，綜合考慮總的費用再決定。