分子蒸馏是一种高新分离技术,近十几年来,在国际上得到了十分迅速的发展。特别是随着绿色食品的兴起,这种纯物理分离技术更加倍受青睐。鉴于分子蒸馏是一种温和的分离技术,特别适用于高沸点热敏性物质的分离,因此,它可 用于石油化工、生物制药、食品工业、日化工业、香精香料、农药及塑料工业等。
分子蒸馏技术自发现至今,已有七十多年历史,特别是近三十年来的工业化推广应用发展迅速,说明该项技术在高纯物质分离中显示了广阔的应用前景。
目前世界各发达国家都在大力开展对分子蒸馏技术的研究,为该项技术创建的研究机构及专业公司也相继产生,我国有些科研机构也相继开展了对此项技术的研究。随着相关技术的进步,国产设备的研发、制造迅速发展,其全部装置的投资*是进口设备的25%——50%。
分子蒸馏是利用不同分子量物质的分子运动自由程不同,在高真空条件下它们在汽化表面与冷凝表面之间分子平均自由程的大小以及蒸发度也明显不同,从而将不同物质进行分离。
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分子蒸馏过程
短程蒸馏器还适合于进行分子蒸馏。分子流从加热面直接到冷凝器表面。分子蒸馏过程可发如下四步:
分子蒸馏分子从液相主体向蒸发表面扩散
通常,液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速度的主要因素,所以应尽量减薄液层厚度及强化液层的流动。
分子蒸馏分子在液层表面上的自由蒸发
蒸发速度随着温度的升高而上升,但分离因素有时却随着温度的升高而降低,所以,应以被加工物质的热稳定性为前提,选择经济合理的蒸馏温度。
分子蒸馏分子从蒸发表面向冷凝面飞射
蒸气分子从蒸发面向冷凝面飞射的过程中,可能彼此相互碰撞,也可能和残存于两面之间的空气分子发生碰撞。由于蒸发分子远重于空气分子,且大都具有相同的运动方向,所以它们自身碰撞对飞射方向和蒸发速度影响不大。而残气分子在两面间呈杂乱无章的热运动状态,故残气分子数目的多少是影响飞射方向和蒸发速度的主要因素。
分子蒸馏分子在冷凝面上冷凝
只要保证冷热两面间有足够的温度差(一般为70~100℃),冷凝表面的形式合理且光滑则认为冷凝步骤可以在瞬间完成,所以选择合理冷凝器的形式相当重要。
湖北分子蒸馏哪里买分子蒸馏在化工领域的应用。
分子蒸馏与常规蒸馏技术相比有以下特点
1.普通蒸馏是在沸点温度下进行分离操作,而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差.就可以在任何温度下进行分离.因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点。
2.普通蒸馏有鼓泡、沸腾现象,而分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发,操作压力很低.一般为0.1-1Pa数量级,受热时间很短,一般*为十秒至几十秒.。
3.普通蒸馏的蒸发和冷凝是可逆过程,液相和气相之间处于动态相平衡,而在分子蒸馏过程中,从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上,理论上没有返回到加热面的可能性,所以分子蒸馏没有不易分离的物质。
分子蒸馏原理示意
分子蒸馏的实现过程,简单地说,加热混合液体后,物料分子受热蒸发逸出液面,其中轻重分子的平均自由程不同,轻分子的自由程大,而重分子的自由程小。因此在离液面小于轻分子自由程、而大于重分子的自由程的某处,设置一冷凝面,轻分子就会在抵达该冷凝面时而被冷凝,冷凝后轻分子组分无法实现动态平衡,就会不断从液面逸出被冷凝面捕获,而重分子则因到不达冷凝面,很快就趋于动态平衡,从而实现混合物的分离。
另外常规真空蒸馏因为依靠沸点差,因此蒸馏过程中需要在沸点温度下进行,而分子蒸馏只要满足一定的蒸发率即可,因此操作温度都低于其沸点温度。因此这点上,分子蒸馏较常规蒸馏,被分离物质更不易分解或聚合。
分子蒸馏与其他真空蒸馏的在原理上的差异。
分子蒸馏适用范围
1、分子蒸馏适用于不同物质分子量差别较大的液体混合物系的分离,特别是同系物的分离,分子量必须要有一定差别。
2、分子蒸馏也可用于分子量接近但性质差别较大的物质的分离,如沸点差较大、分子量接近的物系的分离。
3、分子蒸馏特别适用于高沸点、热敏性、易氧化(或易聚合)物质的分离。
4、分子蒸馏适宜于附加值较高或社会效益较大的物质的分离。
5、分子蒸馏不适宜于同分异钩体的分离。
可能性,所以分子蒸馏没有不易分离的物质。
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常规蒸馏,不论常压下的,或者是真空下的粗真空蒸馏与低真空蒸馏,利用的原理都是根据不同物质的沸点差,也就是挥发性的不同,对其进行分离提纯。但是如果混合物的沸点相同或者很接近的情况下,常规的蒸馏就无法进行下去了。而分子蒸馏利用的则是物质间不同的分子运动平均自由程来实现分离。什么是分子运动平均自由程?一个分子连续两次碰撞间飞行距离的平均值。它的大小取决于分子的密度。因此进行分子蒸馏需要满足的是混合物分子的平均自由程需要存在差异,且差异越大越好。而要满足足够大的分子运动平均自由程,就需要保证足够的低压,因此分子蒸馏的真空度比普通真空蒸馏要高很多。
分子蒸馏原理示意
分子蒸馏的实现过程,简单地说,加热混合液体后,物料分子受热蒸发逸出液面,其中轻重分子的平均自由程不同,轻分子的自由程大,而重分子的自由程小。因此在离液面小于轻分子自由程、而大于重分子的自由程的某处,设置一冷凝面,轻分子就会在抵达该冷凝面时而被冷凝,冷凝后轻分子组分无法实现动态平衡,就会不断从液面逸出被冷凝面捕获,而重分子则因到不达冷凝面,很快就趋于动态平衡,从而实现混合物的分离。另外常规真空蒸馏因为依靠沸点差。 山西分子蒸馏适用范围