分子蒸馏技术.pdf

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1、固试Shi验yan研Y究anjiu栏日i持人：刘润平分子蒸馏技术张桂，赵国群，姜娟娟(河北科技大学生工学院，河北石家庄050018)摘要：分子蒸馏是一种非平衡蒸馏，它能使待分离物质组分在远低于常压沸点的温度下挥发，并且各组分的受热过程很短，因此成为目前分离目的产物最温和的蒸馏方法，特别适合沸点高、黏度大、热敏性强的天然物料的分离。文章介绍了分子蒸馏技术的原理、过程、特点、分类，以及在工业方面的应用，旨在更好地认识和研究分子蒸馏技术。关键词：分子蒸馏技术；原理；过程；应用中图分类号：TQ028．31文献标志码：A分子蒸馏(moleculardistil

2、lation)又叫短程蒸馏趋于动态平衡，不再从混合液逸出，这样液体混合(shortpathdistillation)，是一种非平衡蒸馏，它依据物便达到了分离目的。不同物质分子运动平均自由程的差别，在高真空下2分子蒸馏的基本过程实现物质的分离，在此过程中待分离物质组分可在(1)物料在加热表面上形成液膜。通过重力或远低于常压沸点的温度下挥发，并且各组分的受热机械力在蒸发面形成快速移动、厚度均匀的薄膜。过程很短，因此成为分离目的产物最温和的蒸馏方(2)分子在液膜表面自由蒸发。分子在高真空法特别适合沸点高、黏度大、热敏性强的天然物料和远低于常压沸点的温度下蒸

3、发。的分离，目前已成功应用于很多行业。(3)分子从加热面向冷凝面的运动。在蒸馏器1分子蒸馏的基本原理内保持足够高的真空条件下，使蒸发分子的平均自常规蒸馏是在气液相平衡的基础上，在蒸馏物由程大于或等于加热面和冷凝面之间的距离，则分质的沸点温度下根据蒸馏物质在气液相组成上的差子向冷凝面的运动和蒸发过程就可以迅速进行。异进行的分离。分子蒸馏不同于常规蒸馏，它是运(4)分子在冷凝面的捕获。保持加热面和冷凝用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现物质面之间达到足够的温差，冷凝面的形状合理且光的分离『1]。分子的平均自由程公式为：滑，轻组分就会在冷凝面上瞬间冷凝

4、。(5)馏出物和残留物的收集。馏出物在冷凝器Km=半底部收集，残昭物在加热器底部收集，没有蒸发的其中：入m——分子的平均自由程；重组分和返回到加热面上的极少轻组分残留物，由m——某一分子的平均速度；于重力或离心力的作用，滑落到加热器底部或转盘f_一碰撞频率。外缘[21。由上式可知，不同的分子由于其运动速度和有3分子蒸馏器的种类效分子直径的不同，它们的平均自由程是不相同的，轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程分子蒸馏器大体上分为降膜式分子蒸馏器、刮小，分子蒸馏的分离作用就是利用不同分子的平均膜式分子蒸馏器和离心式分子蒸馏器等3类。自由程不同来实现的

5、。分子蒸馏装置首先对混合物3．1降膜式分子蒸馏器进行加热，能量足够的分子就会逸出液面，轻分子它是较早出现的一种结构简单的分子蒸馏设的平均自由程大，重分子的平均自由程小，若在离备。工作时，料液由进料管进入，经分布器分布后液面小于轻分子的平均自由程、而大于重分子的平在重力作用下沿蒸发表面形成连续更新的液膜，并均自由程处设置一个捕集器，使得轻分子不断被捕在几秒钟内被加热。轻组分由液态表面逸出并飞向集，进而破坏了轻分子的动态平衡，使得混合液中冷凝面，在冷凝面冷凝成液体后由轻组分出口流的轻分子不断逸出，重分子因到达不了捕集器很快出，残余的液体由重组分出口流出。

6、其缺点是蒸发l68I农产品加工试验研究Tel：0351—4606086E—-mail：ncpjg@163．comShiyanYanjiu固面上的物料易受流量和黏度的影响而难以形成均匀分子蒸馏由于其特殊的结构，系统内真空度较的液膜，且液体在下降过程中易产生沟流，甚至会高，压强只有0．5Pa～1Pa，而常规蒸馏尽管可提发生翻滚现象，所产生的雾沫有时会溅到冷凝面高真空度，但由于其结构上的制约，特别是板式塔上；此外，依靠重力向下流动的液膜一般处于层流或填料塔，其阻力较分子蒸馏要大得多。因此，分状态，传质和传热效率均不高，这2种效应都会导子蒸馏的蒸馏压力要比常

7、规蒸馏小的多。致蒸馏效率的下降。4．2操作温度低3．2刮膜式分子蒸馏器分子蒸馏是靠不同物质分子运动自由程的差这是目前应用最广泛的一类分子蒸馏设备，是别进行分离的，因此蒸馏温度远低于待分馏组分对降膜式分子蒸馏器的有效改进，其最大区别在于的沸点。基于此，分子蒸馏可以处理沸点高、热刮膜器的引入。利用刮膜器，可将料液在蒸发面上敏性强的物料，并且可以分离常规蒸馏中难以分刮成厚度均匀的涡流液膜，大大增强了传质和传热离的共沸混合物。效率，并能有效控制液膜厚度(0．25mm～0．764．3受热时间短ram)、均匀性以及物料的停留时间，使蒸馏效率明分子蒸馏装置加热液面

8、与冷凝面间的距离小于显提高，热分解的可能性显著降低。轻分子的平均自由程，受热液体呈薄膜状，一般为3．3离心式