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。
(3)分子蒸馏技术的基本原理。根据分子运动平均自由程公式知,不同种类的分子,由于其分子有效直径不同,故其平均自由程也不同,即其为不同种类分子。从统计学观点看,其逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不同的。分子蒸馏的分离就是利用液体分子受热后从液面逸出,而不同种类分子逸出后其平均自由程不同这一性质来实现的。轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,使得轻分子落在冷凝面上,重分子因达不到冷凝面而返回原来液面,这样混合物就得以分离。
分子蒸馏设备进料前需要什么处理?河南先进分子蒸馏设备
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。**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。 河南先进分子蒸馏设备分子蒸馏设备是一种液体-液体分离技术,依靠不同化合物之间分子平均自由程的差异来进行化合物的高效分离。
与常规蒸馏相比,分子蒸馏有如下无法比拟的特点:
(1)操作温度低,节省能耗常规蒸馏是依靠物料混合物中不同物质的沸点差进行分离的,而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别来进行分离的,并不要求物料一定要达到沸腾状态,只要分子从液相中挥发逸出,就可以实现分离。正因为分子蒸馏是在远离沸点下进行操作,因此产品的能耗小。
(2)蒸馏压强低,要求在高真空度下操作。分子运动平均自由程与系统压力成反比,只有加大真空度,才能获得足够大的平均自由程。研究指出,分子蒸馏的真空度高达0.1-100Pa。
(3)受热时间短,降低热敏性物质的热损伤。由于分子蒸馏是利用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现分离的,其基本要求是加热面与冷凝面的距离必须小于轻分子的运动平均自由程,这个距离通常很小,因此轻分子由液面逸出后几乎未发生碰撞即射向冷凝面,所以受热时间极短。
1 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。
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分子蒸馏技术推动工业化进程
由于分子蒸馏技术的科技含量高,应用范围广,因此分子蒸馏技术成为一项工业化应用前景十分广阔的高新技术。包括在聚酞胺树脂工业中,分子蒸馏技术可以用来脱除热敏性物质中的轻组物,而在甲基丙烯酸酯类合成过程中,分子蒸馏技术又可降低热敏性物质的热损伤。此外,利用分子蒸馏技术制取高纯烷基多苷,可以消除或降低生产过程中的环境污染,进行清洁生产等。
随着分子蒸馏技术的不断完善,其应用不止局限于化工工业领域。在芳香油生产工业中,分子蒸馏技术主要用于挥发油类和油脂类等低级性物质的分离纯化,用来脱除原料或产品中的杂质及颜色。
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分子蒸馏是一种特殊的液-液分离技术。河南先进分子蒸馏设备
分子蒸馏技术是一种特殊的液液分离技术,它产生于上世纪20年代,是伴随着人们对真空状态下气体运动理论的深入研究以及真空蒸馏技术的不断发展而逐渐兴起的一种新的分离技术。目前,分子蒸馏技术已成为分离技术中的一个重要分支。分子蒸馏仪也称短程蒸馏仪,是一种在高真空下(残气分子的压力<)进行的连续蒸馏过程的仪器。分子蒸馏过程与传统的蒸馏过程不同,传统蒸馏是在沸点温度下进行分离的,蒸发与冷凝过程是可逆的,液相与汽相间会形成平衡状态。分子蒸馏过程是一个不可逆的,并且在远离物质常压沸点温度下进行的蒸馏过程,更确切地说,它是分子蒸发的过程。(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,在某时间间短程分子蒸馏仪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。(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。(3)分子蒸馏技术的基本原理。根据分子运动平均自由程公式知。 河南先进分子蒸馏设备
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