短程分子蒸馏.doc

分子蒸馏技术
蒸馏是将固体与液体或液体与液体混合物分离最基本的方法。
常规的蒸馏方式:原料在蒸发器内被加热至蒸发温度, 低沸点组分蒸发后进入冷凝器冷却, 得到所需的产品。
普通蒸馏的基本过程是当分子离开液面后所形成的蒸汽分子,会在运动中互相碰撞,一部分进入冷凝器中,另一部分则返回液体内。常规的蒸馏方式
- 需要较高的蒸馏温度
- 物料加热时间较长
局限性
- 无法对热敏物质进行分离。
要避免部分物质在蒸馏过程中因分解而造成损失,可以采用减压蒸馏法。
减压蒸馏 
通过将系统抽真空可降低蒸发温度
压力与沸点的关系:压力每降低一个数量级,沸点降低约20-30度。
但对于热敏物质来说, 在蒸馏釡内进行的真空蒸馏有很多缺陷:    
- 很长的蒸馏时间
- 由于压力降的缘故,以及真空泵很难克服蒸馏釜内液面的静压高度,所以在蒸发处的真空是非常有限的。
最终的真空度并不由真空泵的大小而决定, 而是受管路的传导性和蒸发器内静液面高度的限制。
沸点高、对热不稳定、粘度高或容易爆炸的物质,均不宜用一般的减压蒸馏,应进行分子蒸馏。
分子蒸馏法:将液面与冷凝器的冷凝面距离拉近,当分子离开液面后在它们的自由程内就不会互相碰撞,直接到达冷凝面,不再返回液体内。
分子蒸馏基本理论是在高真空(~1Pa)条件下进行的非平衡蒸馏,具有特殊的传质传热机理。
分子蒸馏(Molecular distillation) 技术, 是指在高真空条件下,蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物料的蒸汽分子的平均自由程,由蒸发面逸出的分子,既不与残余空气的分子碰撞,自身也不相互碰撞,毫无阻碍地奔射并凝集在冷凝面上。
依据分子蒸馏基本理论,在设计分子蒸馏器时,蒸发面与冷凝面的间距不得大于分子平均自由程。所以,分子平均自由程是分子蒸馏基本理论的核心。
当进行分子蒸馏时,蒸馏料液通过降膜作用或蒸发面的高速旋转形成一薄层液膜,由于此薄膜传热快且均匀,~1s。~1Pa,使蒸发面上蒸汽进行蒸发时毫无阻碍,可使操作温度减小至150 ℃左右(对比于常压)。
分子蒸馏的原理  
分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理,而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。当液体混合物沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入气相,由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出,达到物质分离的目的。
分子蒸馏技术的特点
鉴于分子蒸馏在原理上根本区别于常规蒸馏, 因而它具备着许多常规蒸馏无法比拟的优点。
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常规蒸馏是靠不同物质的沸点差进行分离的, 而分子蒸馏是靠不同物质分子运动自由程的差别进行分离的,因此, 后者是在远离(远低于)沸点下进行操作的。
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由于分子蒸馏装置独特的结构形式, 其内部压强极小, 可以获得很高的真空度。同时, 由分子运动自由程公式可知, 要想获得足够大的平均自由程, 可以通过降低蒸馏压强来获得, 一般为X×10-1Pa数量级。
从以上两点可知, 尽管常规真空蒸馏也可采用较高