上海專業(yè)短程分子蒸餾實驗

來源: 發(fā)布時間:2021-12-28

 分子蒸餾亦稱短程蒸餾.它是一項較新的尚未廣泛應用于工業(yè)化生產(chǎn)的液-液分離技術.其應用能解決大量常規(guī)蒸餾技術所不能解決的問題。一套完整的分子蒸餾設備主要包括:分子蒸發(fā)器、脫氣系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。分子蒸餾裝置的重要部分是分子蒸發(fā)器,其種類主要有3種:(1)降膜式:為早期形式,結構簡單,但由于液膜厚,效率差,當今世界各國很少采用;小型釀酒設備是如何過濾雜質的白酒釀造工藝在我國傳承了數(shù)千年的歷史了,不管在哪個朝代哪個地方它都是人們生活中不可缺少的一部分。(2)刮膜式:形成的液膜薄,分離效益高,但較降膜式結構復雜;(3)離心式:離心力成膜,膜薄,蒸發(fā)效益高,但結構復雜,真空密封較難,設備的制造成本高。為提升分離效率,往往需要采用多級串聯(lián)使用而實現(xiàn)不同物質的多級分離。


短程分子蒸餾是一種特殊的液體分離技術,靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現(xiàn)分離。上海專業(yè)短程分子蒸餾實驗

短程分子蒸餾實驗

分子蒸餾過程

短程蒸餾器還適合于進行分子蒸餾。分子流從加熱面直接到冷凝器表面。分子蒸餾過程可發(fā)如下四步:

分子蒸餾分子從液相主體向蒸發(fā)表面擴散

通常,液相中的擴散速度是控制分子蒸餾速度的主要因素,所以應盡量減薄液層厚度及強化液層的流動。

分子蒸餾分子在液層表面上的自由蒸發(fā)

蒸發(fā)速度隨著溫度的升高而上升,但分離因素有時卻隨著溫度的升高而降低,所以,應以被加工物質的熱穩(wěn)定性為前提,選擇經(jīng)濟合理的蒸餾溫度。

分子蒸餾分子從蒸發(fā)表面向冷凝面飛射

蒸氣分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射的過程中,可能彼此相互碰撞,也可能和殘存于兩面之間的空氣分子發(fā)生碰撞。由于蒸發(fā)分子遠重于空氣分子,且大都具有相同的運動方向,所以它們自身碰撞對飛射方向和蒸發(fā)速度影響不大。而殘氣分子在兩面間呈雜亂無章的熱運動狀態(tài),故殘氣分子數(shù)目的多少是影響飛射方向和蒸發(fā)速度的主要因素。

分子蒸餾分子在冷凝面上冷凝

只要保證冷熱兩面間有足夠的溫度差(一般為70~100℃),冷凝表面的形式合理且光滑則認為冷凝步驟可以在瞬間完成,所以選擇合理冷凝器的形式相當重要。 河南使用壽命久短程分子蒸餾實驗短程分子蒸餾是一個工作在1~0.001mbar壓力下熱分離技術過程,較低的沸騰溫度,非常適合熱敏性、高沸點物。

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短程分子蒸餾工作原理


短程分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法,這時蒸氣分子的平均自由程大于蒸發(fā)表面與冷凝表面之間的距離,從而可利用料液中各組分蒸發(fā)速率的差異,對液體混合物進行分離。

簡介

在一定溫度下,壓力越低,氣體分子的平均自由程越大。當蒸發(fā)空間的壓力很低(10-2 ~10-4 mmHg),且使冷凝表面靠近蒸發(fā)表面,其間的垂直距離小于氣體分子的平均自由程時,從蒸發(fā)表面汽化的蒸氣分子,可以不與其他分子碰撞,直接到達冷凝表面而冷凝。


短程分子蒸餾工作原理

短程分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術,它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點差分離原理,而是靠不同物質分子運動平均自由程的差別實現(xiàn)分離。

當液體混合物沿加熱板流動并被加熱,輕、重分子會逸出液面而進入氣相,由于輕、重分子的自由程不同,因此,不同物質的分子從液面逸出后移動距離不同,若能恰當?shù)卦O置一塊冷凝板,則輕分子達到冷凝板被冷凝排出,而重分子達不到冷凝板沿混合液排出。這樣,達到物質分離的目的。

在沸騰的薄膜和冷凝面之間的壓差是蒸汽流向的驅動力,對于微小的壓力降就會引起蒸汽的流動。在1mbar下運行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離,基于這個原理制作的蒸餾器稱為短程蒸餾器。短程蒸餾器(分子蒸餾)有一個內(nèi)置冷凝器在加熱面的對面,并使操作壓力降到0.001mbar。 短程分子蒸餾主要應用在化學、醫(yī)藥、石化、香料、塑料以及油料等工業(yè)領域。

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分子蒸餾特點

1、普通蒸餾在沸點溫度下進行分離,分子蒸餾可以在任何溫度下進行,只要冷熱兩面間存在著溫度差,就能達到分離目

2、普通蒸餾是蒸發(fā)與冷凝的可逆過程,液相和氣相間可以形成相平衡狀態(tài);而分子蒸餾過程中,從蒸發(fā)表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上,中間不與其它分子發(fā)生碰撞,理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能性,所以,分子蒸餾過程是不可逆的。

3、普通蒸餾有鼓泡、沸騰現(xiàn)象;分子蒸餾過程是液層表面上的自由蒸發(fā),沒有鼓泡現(xiàn)象。

4、表示普通蒸餾分離能力的分離因素與組元的蒸汽壓之比有關,表示分子蒸餾分離能力的分離因素則與組元的蒸汽壓和分子量之比有關,并可由相對蒸發(fā)速度求出。




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短程分子蒸餾是一種近幾年發(fā)展迅速的分離技術,它可以解決具有熱敏性、高沸點等性質的物質的分離問題。上海專業(yè)短程分子蒸餾實驗

分子蒸餾設備受熱時間短,降低熱敏性物質的熱損傷。由于分子蒸餾是利用不同物質分子運動平均自由程的差別而實現(xiàn)分離的,其基本要求是加熱面與冷凝面的距離必須小于輕分子的運動平均自由程,這個距離通常很小,因此輕分子由液面逸出后幾乎未發(fā)生碰撞即射向冷凝面,所以受熱時間短。研究測定指出,分子蒸餾受熱時間為幾秒或幾十秒,從而在很大程度上避免了物質的分解或聚合。分子蒸餾設備分離程度及產(chǎn)品收率高,尤其適合于特定蒸餾。分子蒸餾的相對揮發(fā)度大于常規(guī)蒸餾的相對揮發(fā)度,這就從理論上證明了分子蒸餾比常規(guī)蒸餾更容易實現(xiàn)物質的分離。同時,分子蒸餾由于處于非平衡狀態(tài)下操作及其設備的內(nèi)部結構特點,使得分離效率遠高于常規(guī)蒸餾,從而可使產(chǎn)品的收率提高。上海專業(yè)短程分子蒸餾實驗