Дистилляционная печь: вертикальная дистилляционная печь использует различия в летучести компонентов в жидкой смеси, чтобы частично испарить жидкость, а затем конденсировать часть пара, тем самым осуществляя разделение компонентов. Это является единичной операцией в процессе разделения масс. Дистилляция широко применяется в нефтепереработке, химической, легкой и пищевой промышленности, например, для разделения сырой нефти на бензин, керосин, дизельное топливо и смазочные масла, а также для разделения сжиженного воздуха на кислород, азот и различные инертные газы. Далее представлена история развития и принцип работы вертикальной дистилляционной печи.

　　1. Дистилляционная печь: история развития вертикальной дистилляционной печи.

　　История применения эволюционной дистилляции насчитывает много веков. Еще в начале нашей эры люди использовали дистилляцию для производства вина и эфирных масел. Методы, использовавшиеся тогда, были в основном схожи с современными простыми методами дистилляции (рисунок 1, дистилляционная печь, 4 век нашей эры). К 14 веку производство алкоголя уже стало развиваться в этой отрасли. В 1746 году в Великобритании был запатентован процесс дистилляции для извлечения нефти из каменноугольной смолы. В 1860 году в США была официально запущена первая нефтеперерабатывающая установка. Ранние дистилляционные установки состояли из нескольких дистилляционных котлов, работающих последовательно, что приводило к высоким затратам энергии и низкой эффективности разделения. В 1830 году ирландец А. Кофи разработал вертикальную дистилляционную печь с тарелками для дистилляции, использующую технологию ректификации. Тарелочная колонна Кофи считается предшественником современного дистилляционного оборудования.

　　С начала 20 века быстрый рост химической промышленности, особенно нефтехимической, выдвинул более высокие требования к масштабу и сложности процессов ректификации. Под воздействием развития производства постоянно появляются новые дистилляционные установки с высокой производительностью, высокой эффективностью разделения и низким сопротивлением потоку; как сложная операция дистилляции, некоторые специальные методы дистилляции (такие как экстракционная дистилляция и азеотропная дистилляция) также быстро развиваются.

　　2. Дистилляционная печь: принцип работы вертикальной дистилляционной печи.

　　Рассмотрим разделение двухкомпонентной смеси: нагревая исходное сырье, мы частично испаряем его, летучие компоненты концентрируются в паре, а нелетучие компоненты концентрируются в оставшейся жидкости, тем самым достигая определенной степени разделения двух компонентов. Чем больше разница в летучести двух компонентов, то есть чем выше относительная летучесть, тем выше концентрация. Частичное конденсирование паровой смеси двух компонентов также может обеспечить аналогичный эффект разделения. В принципе, если относительная летучесть двух компонентов не равна 1, то не образуется азеотроп (см. равновесие пара и жидкости). Высокая чистота разделения смешанных компонентов может быть достигнута путем многократного частичного испарения и частичного конденсирования. В промышленном дистилляционном оборудовании частично испаренная жидкая фаза непосредственно контактирует с частично конденсированной паровой фазой для осуществления массопередачи между паром и жидкостью. В результате нелетучие компоненты из паровой фазы переходят в жидкую фазу, а летучие компоненты из жидкой фазы переходят в паровую фазу, то есть одновременно происходит частичное испарение жидкой фазы и частичное конденсирование паровой фазы. Обеспечивая достаточный обратный контакт между двумя фазами, можно достичь высокой чистоты разделения смеси. Практика показывает, что вертикальный резервуар с полуступенчатой конструкцией на втором уровне является слабым местом. Из-за эрозии воздушного потока, идущего вниз, резервуар быстро истончается. Под действием нагрузки и бокового давления от материала часто происходят внешние расширения, что приводит к трещинам и утечкам. Практическим решением этой проблемы является увеличение верхнего кирпича.