分子蒸餾過程

短程蒸餾器還適合于進(jìn)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(kuò)散

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

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(shí)卻隨著溫度的升高而降低，所以，應(yīng)以被加工物質(zhì)的熱穩(wěn)定性為前提，選擇經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)重于空氣分子，且大都具有相同的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(rèn)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(dāng)重要。 短程分子蒸餾實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。上海提供分子蒸餾系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)適用范圍

鑒于分子蒸餾在原理上根本區(qū)別于常規(guī)蒸餾,因而它具備著許多常規(guī)蒸餾無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。1、操作溫度低。常規(guī)蒸餾是靠不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差進(jìn)行分離的,而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)自由程的差別進(jìn)行分離的,因此,后者是在遠(yuǎn)離(遠(yuǎn)低于)沸點(diǎn)下進(jìn)行操作的。2、蒸餾壓強(qiáng)低。由于分子蒸餾裝置獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式,其內(nèi)部壓強(qiáng)極小,可以獲得很高的真空度。同時(shí),由分子運(yùn)動(dòng)自由程公式可知,要想獲得足夠大的平均自由程,可以通過降低蒸餾壓強(qiáng)來獲得,一般為X×10-1Pa數(shù)量級。3．受熱時(shí)間短。鑒于分子蒸餾是基于不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)自由程的差別而實(shí)現(xiàn)分離的因而受加熱面與冷凝面的間距要小于輕分子的運(yùn)動(dòng)自由程(即距離很短),這樣由液面逸出的輕分子幾乎未碰撞就到達(dá)冷凝面,所以受熱時(shí)間很短。另外,若采用較先進(jìn)的分子蒸餾結(jié)構(gòu),使混合液的液面達(dá)到薄膜狀,這時(shí)液面與加熱面的面積幾乎相等,那么,此時(shí)的蒸餾時(shí)間則更短。假定真空蒸餾受熱時(shí)間為1h,則分子蒸餾用十幾秒。4．分離程度高 ，短程分子蒸餾常常用來分離常規(guī)蒸餾不易分開的物質(zhì),然而就這兩種方法均能分離的物質(zhì)而言,分子蒸餾的分離程度更高。上海提供分子蒸餾系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)適用范圍短程分子蒸餾上海生產(chǎn)廠家。

短程蒸餾(又叫分子蒸餾)是一種熱分離工藝，主用于分離熱敏性產(chǎn)物。短程蒸餾的特點(diǎn)是產(chǎn)物停留時(shí)間短、工藝蒸發(fā)溫度低，力求讓蒸餾產(chǎn)物受到盡量小的熱應(yīng)力。可見，短程蒸餾是一種非常溫和的蒸餾過程。

短程蒸餾配套真空系統(tǒng)，通過降低操作壓力，達(dá)到降低產(chǎn)物沸點(diǎn)的目的。這是一種連續(xù)分離過程，其產(chǎn)物停留時(shí)間低至數(shù)十秒(而其他常規(guī)分離方法的停留時(shí)間達(dá)到數(shù)小時(shí)!)。

所以，在常規(guī)蒸餾工藝中(無論是連續(xù)的循環(huán)、膜式蒸餾，還是非連續(xù)的批次蒸餾)，由于高溫、長停留時(shí)間而分解的產(chǎn)品，用短程蒸餾就能夠順利分離。例如，高分子有機(jī)化合物用常規(guī)蒸餾方法來分離時(shí)，較高工藝溫度(如超過200℃)會(huì)導(dǎo)致其熱敏性的分子鏈裂解。因此高分子有機(jī)化合物的分離幾乎都會(huì)使用短程蒸餾。

短程蒸餾的工藝壓力和溫度范圍通常在1到1x10-3 mbar、150到280℃。

短程蒸餾特別適合以下熱敏性產(chǎn)物的蒸餾、蒸發(fā)、濃縮和汽提：

鑒于短程分子蒸餾的工作原理,為了提高輕組份從液相主體中向蒸發(fā)面擴(kuò)散的速度,采用刮膜型式,把物料均勻地在加熱面上刮成很薄的膜,使混合液體中輕組份從液相主體向蒸發(fā)面的擴(kuò)散速度達(dá)到zui大,擴(kuò)散時(shí)間很短.在設(shè)備內(nèi)部精確放置內(nèi)置冷凝器,使加熱面與冷凝面之間的距離小于或等于輕組份的分子平均自由程,由蒸發(fā)面逸出的分子毫無阻礙地飛射及凝集到冷凝面上,使輕組份的收集積聚達(dá)到zui快的極限速度.輕組份的瞬間凝聚,幾乎不會(huì)有阻力降,因此能確保設(shè)備內(nèi)部保持高真空。

分子平均自由程λ=8.589  n/p  （T/M）1/2    

n        物料粘度    

p        絕  對壓力    

Ｔ        絕   對溫度    

Ｍ        分子量    

因此*分子平均自由程的因素是真空度,加熱溫度,粘度及分子量.真空度越高(絕   對壓力越低),分子平均自由程越大,溫度越升分子平均自由程越大,分子平均自由程越小.因此,調(diào)節(jié)真空度是改變分子平均自由程zui有效的參數(shù),可根據(jù)具體情況即操作成本而定.提高溫度也可以增加分子平均自由程,同時(shí)也能提高輕組份的飽和蒸汽壓,對提升分離能力有較大幫助,但對產(chǎn)品品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響. 短程分子蒸餾是一種特殊的液體分離技術(shù)，靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別實(shí)現(xiàn)分離。

  分子蒸餾設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、在刮板蒸發(fā)器的基礎(chǔ)上在內(nèi)部安置一個(gè)冷凝器。當(dāng)進(jìn)料混合物受熱后某輕物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)至一定距離時(shí)碰到冷凝器即被凝結(jié)成液體分離出來，重物質(zhì)而沿器壁流下。由于輕物質(zhì)汽相在內(nèi)部即被冷凝，使得真空壓降小可保持設(shè)備內(nèi)較高真空度。2、高真空：短程蒸餾特殊的構(gòu)造設(shè)計(jì)，允許操作壓力達(dá)到低的操作真空，實(shí)驗(yàn)規(guī)模的設(shè)備真空可達(dá)，即使工業(yè)規(guī)模的設(shè)備也能達(dá)到1-5Pa。3、操作溫度遠(yuǎn)低于物料的沸點(diǎn)：由于短程蒸餾采用中心冷凝，物料流動(dòng)截面積等于蒸發(fā)表面，使得蒸發(fā)器和冷凝器之間只存在輕微的壓降，也就是說真空系統(tǒng)尾端真空度幾乎和蒸發(fā)器的真空接近。低的工作壓力確保了低的蒸餾溫度，因此短程蒸餾是目前來說溫和的蒸餾方式。4、分子蒸餾設(shè)備特點(diǎn)：混合物的分離是由于不同種類的分子逸出液面的平均自由程不同的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的，并不需要完全沸騰，所以蒸發(fā)器內(nèi)物料實(shí)際蒸發(fā)溫度略低于著空下條件下物料理論沸點(diǎn)。這點(diǎn)與蒸餾有本質(zhì)的區(qū)別。5、短程蒸餾受熱時(shí)間短：由采用垂直刮板成膜設(shè)計(jì)，物料在加熱壁上的停留時(shí)間短，對其他蒸餾而言，受熱時(shí)間一般較長（30分鐘以上甚至幾十個(gè)小時(shí)），而短程蒸餾為十幾秒。由于短程蒸餾加熱壁與冷凝器間有嚴(yán)格的距離要求。短程分子蒸餾實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作。上海提供分子蒸餾系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)適用范圍

短程分子蒸餾系適用于熱敏性，易氧化化學(xué)工業(yè)品的蒸餾精制及工藝條件。上海提供分子蒸餾系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)適用范圍

  常規(guī)蒸餾，不論常壓下的，或者是真空下的粗真空蒸餾與低真空蒸餾，利用的原理都是根據(jù)不同物質(zhì)的沸點(diǎn)差，也就是揮發(fā)性的不同，對其進(jìn)行分離提純。但是如果混合物的沸點(diǎn)相同或者很接近的情況下，常規(guī)的蒸餾就無法進(jìn)行下去了。而分子蒸餾利用的則是物質(zhì)間不同的分子運(yùn)動(dòng)平均自由程來實(shí)現(xiàn)分離。什么是分子運(yùn)動(dòng)平均自由程？一個(gè)分子連續(xù)兩次碰撞間飛行距離的平均值。它的大小取決于分子的密度。因此進(jìn)行分子蒸餾需要滿足的是混合物分子的平均自由程需要存在差異，且差異越大越好。而要滿足足夠大的分子運(yùn)動(dòng)平均自由程，就需要保證足分子蒸餾的實(shí)現(xiàn)過程，簡單地說，加熱混合液體后，物料分子受熱蒸發(fā)逸出液面，其中輕重分子的平均自由程不同，輕分子的自由程大，而重分子的自由程小。因此在離液面小于輕分子自由程、而大于重分子的自由程的某處，設(shè)置一冷凝面，輕分子就會(huì)在抵達(dá)該冷凝面時(shí)而被冷凝，冷凝后輕分子組分無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，就會(huì)不斷從液面逸出被冷凝面捕獲，而重分子則因到不達(dá)冷凝面，很快就趨于動(dòng)態(tài)平衡，從而實(shí)現(xiàn)混合物的分離。另外常規(guī)真空蒸餾因?yàn)橐揽糠悬c(diǎn)差，因此蒸餾過程中需要在沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行，而分子蒸餾只要滿足一定的蒸發(fā)率即可。上海提供分子蒸餾系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)適用范圍