分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法,这时蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离,从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异,对液体混合物进行分离。
分子蒸馏的优点
由分子蒸馏的原理可知,其是高真空度下的连续不可逆蒸馏过程,这种特点决定了其相较于常规蒸馏有着***优点。
1、分离温度低
2、蒸馏压力小,真空度高
3、受热时间短
4、分离程度高
5、不可逆性
6、没有沸腾鼓泡现象
7、工艺清洁环保
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分子蒸馏技术的基本原理
1、分子运动平均自由程
任一分子在运动过程中都在不断变化自由程,在某时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。设Vm为某一分子的平均速度,f为碰撞频率,λm为平均自由程。则,λm=Vm/f,故f=Vm/λm。由热力学原理可知:
那么,可得:
式中,d为分子的有效直径,P为分子所处空间的压强,T为分子所处环境的温度,K为波尔兹曼常数。
2、分离因数
Langmuir研究了高真空下纯物质的蒸发现象,从理论上推导出纯物质的分子蒸发速率为:
式中,P0为物质的饱和蒸汽压,Rg为气体常数,Ts为液膜表面温度,M为物质的摩尔质量。由上式可知,理论分子蒸发速率只是液体表面温度和分子种类的函数。
分子蒸馏是一种非平衡分离过程,分子蒸馏理论分离因数为:
与普通蒸馏相比,分子蒸馏理论分离因数增加了(MB/MA)1/2倍,因此,分子蒸馏技术可以用来分离挥发度相近但分子量不同的混合物系。
天津品质好分子蒸馏系统分子蒸馏系统在化工蒸馏分离中的应用。

分子蒸馏和普通蒸馏的对比
1.蒸馏温度低,分子蒸馏是在远低于沸点的温度下进行操作的,只要存在温度差就可以达到分离目的,这是分子蒸馏与常规蒸馏的本质区别。2.蒸馏真空度高,分子蒸馏装置其内部可以获得很高的真空度,通常分子蒸馏在很低的压强下进行操作,因此物料不易氧化受损。3.蒸馏液膜薄,传热效率高。4.物料受热时间短,受加热的液面与加冷凝面之间的距离小于轻分子的平均自由程,所以由液面逸出的轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面。因此,蒸馏物料受热时间短,在蒸馏温度下停留时间一般几秒至几十秒之间,减少了物料热分解的机会。5.分离程度更高,分子蒸馏能分离常规不易分开的物质6.没有沸腾鼓泡现象,分子蒸馏是液层表面上的自由蒸发,在低压力下进行,液体中无溶解的空气,因此在蒸馏过程中不能使整个液体沸腾,没有鼓泡现象。7.无毒、无害、无污染、无残留,可得到纯净安全的产物,且操作工艺简单,设备少。分子蒸馏技术能分离常规蒸馏不易分离的物质。8.分子蒸馏设备价格昂贵,分子蒸馏装置必须保证体系压力达到的高真空度,对材料密封要求较高,且蒸发面和冷凝面之间的距离要适中,设备加工难度大,造价高。9.产品耗能小,由于分子蒸馏整个分离过热损失少。
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。 分子蒸馏系统操作步骤是什么?

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。
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分子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:
1、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。
2、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减少,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。
3、分子从蒸发表面向冷凝面飞射:短程分子蒸馏器的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。
4、分子在冷凝面上冷凝:只要让冷热两面间有温度差(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快完成,所以选择合理冷凝器的形式相当重要。
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