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分子蒸餾技術(shù)的特點(diǎn)
(1) 蒸餾溫度低 ,混合物的分離是由于受熱分子逸出液面的結(jié)果。 分子逸出液面并不需要達(dá)到沸點(diǎn) ,在物料沸點(diǎn)以下就能實(shí)現(xiàn)。 所以分子蒸餾是在低于沸點(diǎn)的溫度下進(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 - 1 Pa 數(shù)量級(jí)。
(3) 受熱時(shí)間短 ,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)行分離的 ,因而受熱面和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 ,分子蒸餾常常用來分離常規(guī)蒸餾不易分開的物質(zhì) ,然而就二種方法均能分離的物質(zhì)而言 ,分子蒸餾的分離程度更高。
(5) 沒有沸騰、鼓泡現(xiàn)象
分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發(fā) ,在低壓力下進(jìn)行 ,液體中無溶解空氣 ,因此在蒸餾過程中不能使整個(gè)液體沸騰 ,沒有鼓泡現(xiàn)象。
分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法的設(shè)備。貴州操作方便分子蒸餾設(shè)備
分子蒸餾是一種熱分離工藝,**于分離熱敏性產(chǎn)物。分子蒸餾的特點(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,分子蒸餾是一種非常溫和的蒸餾過程。分子蒸餾配套真空系統(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,用分子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)使用分子蒸餾。分子蒸餾的工藝壓力和溫度范圍通常在1到1x10-3mbar、150到280℃。 制造分子蒸餾設(shè)備有幾種對(duì)于高沸點(diǎn)、熱敏性及易氧化物料的分離,分子蒸餾設(shè)備提供了分離方法。
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,就需要保證足夠的低壓,因此分子蒸餾的真空度比普通真空蒸餾要高很多。
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。
分子蒸餾技術(shù)蒸餾是將固體與液體或液體與液體混合物分離基本的方法。常規(guī)的蒸餾方式:原料在蒸發(fā)器內(nèi)被加熱至蒸發(fā)溫度,低沸點(diǎn)組分蒸發(fā)后進(jìn)入冷凝器冷卻,得到所需的產(chǎn)品。普通蒸餾的基本過程是當(dāng)分子離開液面后所形成的蒸汽分子,會(huì)在運(yùn)動(dòng)中互相碰撞,一部分進(jìn)入冷凝器中,另一部分則返回液體內(nèi)。常規(guī)的蒸餾方式-需要較高的蒸餾溫度-物料加熱時(shí)間較長局限性-無法對(duì)熱敏物質(zhì)進(jìn)行分離。要避免部分物質(zhì)在蒸餾過程中因分解而造成損失,可以采用減壓蒸餾法。減壓蒸餾通過將系統(tǒng)抽真空可降低蒸發(fā)溫度壓力與沸點(diǎn)的關(guān)系:壓力每降低一個(gè)數(shù)量級(jí),沸點(diǎn)降低約20-30度。但對(duì)于熱敏物質(zhì)來說,在蒸餾釡內(nèi)進(jìn)行的真空蒸餾有很多缺陷:很長的蒸餾時(shí)間-由于壓力降的緣故,以及真空泵很難克服蒸餾釜內(nèi)液面的靜壓高度,所以在蒸發(fā)處的真空是非常有限的。**終的真空度并不由真空泵的大小而決定,而是受管路的傳導(dǎo)性和蒸發(fā)器內(nèi)靜液面高度的限制。沸點(diǎn)高、對(duì)熱不穩(wěn)定、粘度高或容易的物質(zhì),均不宜用一般的減壓蒸餾,應(yīng)進(jìn)行分子蒸餾。分子蒸餾法:將液面與冷凝器的冷凝面距離拉近,當(dāng)分子離開液面后在它們的自由程內(nèi)就不會(huì)互相碰撞,直接到達(dá)冷凝面,不再返回液體內(nèi)。 分子蒸餾設(shè)備安全操作注意事項(xiàng)。
分子蒸餾是一種特殊的液—液分離技術(shù),它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理,而是與被蒸餾混合物的分子量的大小有關(guān),能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)離沸點(diǎn)下的操作,分子量差異越大,分子自由程相差越大,餾出物就越純。這里的分子自由程(用λ表示)是指一個(gè)分子相鄰兩次碰撞之間所走的路程。
在高真空的條件下,液體混合物沿著加熱板流動(dòng)被加熱,根據(jù)不同分子量物質(zhì)的分子平均自由程的不同,它們?cè)谄砻媾c冷凝表面之間分子平均自由程的大小以及蒸發(fā)度也明顯的不同,輕組分分子的分子平均自由程的大,而重組分分子的分子平均自由程小,使得輕組分恰好能到達(dá)冷凝板上面被冷凝,使其沿冷凝板留下;而重組分分子因達(dá)不到冷凝板而沿著加熱板留下,從而將不同物質(zhì)進(jìn)行分離。
分子蒸餾作為一種物理分離技術(shù),能解決大量常規(guī)技術(shù)分離難于解決的問題,生產(chǎn)過程綠色清潔,具有***的應(yīng)用前景。
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分子蒸餾是在1Pa~1×10^-2Pa以及更低的真空度下進(jìn)行的特殊真空蒸餾過程。分子蒸餾過程建立起真空度后,組分的分子會(huì)首先開始從液相主體向蒸發(fā)表面擴(kuò)散。擴(kuò)散過程的速度與液層的厚度以及流動(dòng)程度有關(guān),厚度需要減小而液層流動(dòng)需要強(qiáng)化。擴(kuò)散到蒸發(fā)面后,接下來就是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升高,但分離因素有時(shí)可能會(huì)隨著溫度的升高而降低。因此具體需要更具被蒸餾物質(zhì)的熱穩(wěn)定性為前提,選擇合適的蒸餾溫度。蒸發(fā)后,分子會(huì)從蒸發(fā)表面飛向冷凝面。這個(gè)過程中蒸氣分子可能會(huì)互相碰撞,也有可能和兩個(gè)面之間的殘存空氣分子發(fā)生碰撞。這其中,由于蒸氣分子大多具有相同的運(yùn)動(dòng)方向,所以碰撞對(duì)飛射方向和蒸發(fā)速度的影響不大。但殘存的空氣分子在兩個(gè)面之間呈雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這會(huì)對(duì)蒸餾過程中的蒸發(fā)速度以及蒸氣分子的飛射速度產(chǎn)生影響,因此它們殘存的數(shù)量多少就很關(guān)鍵。這就是為什么分子蒸餾要建立足夠高的真空度基礎(chǔ)上,以滿足蒸氣分子的平均自由程大于或等于蒸發(fā)面與冷凝面的間距,使蒸發(fā)過程快速進(jìn)行。如果蒸氣分子的平均自由程大于或等于兩個(gè)面的間距,蒸氣分子沒有阻礙,會(huì)很快在抵達(dá)冷凝面,這時(shí)保證冷熱兩面間有足夠的溫差。 貴州操作方便分子蒸餾設(shè)備