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。分子蒸餾與常規(guī)蒸餾技術相比有以下特點:
1.普通蒸餾是在沸點溫度下進行分離操作:而分子蒸餾只要冷熱兩個面之間達到足夠的溫度差,就可以在任何溫度下進行分離,因而分子蒸餾操作溫度遠低于物料的沸點。
2.普通蒸餾有鼓泡、沸騰現(xiàn)象:而分子蒸餾是液膜表面的自由蒸發(fā),操作壓力很低,一般為0.1—1Pa數(shù)量級;受熱時間很短.一般為十秒至幾十秒。
3.普通蒸餾的蒸發(fā)和冷凝是可逆過程,液相和氣相之間處于動態(tài)相平衡;而在分子蒸餾過程中,從加熱面逸出的分子直接飛射到冷凝面上,理論上沒有返回到加熱面的可能性,所以分子蒸餾沒有不易分離的物質(zhì)。因此分子蒸餾特別適用高沸點、相對分子質(zhì)量差異較大、熱穩(wěn)定性差的有機混合液體的分離,能降低高沸點物 料的分離成本,并極好地保證物料的原有品質(zhì)。
短程分子蒸餾一種特殊的液--液分離技術,靠分子運動平均自由程的差別實現(xiàn)分離。品質(zhì)好分子蒸餾實驗怎么用
分子蒸餾的工作原理
分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術,不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點差分離原理,而是靠不同物質(zhì)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(zhì)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(zhì)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。
短程蒸餾器工作在1~0.001mbar壓力下進行熱分離。它較低的沸騰溫度,非常適合熱敏性、高沸點物。其基本構成:帶有加熱夾套的圓柱型筒體,轉子和內(nèi)置冷凝器;在轉子的固定架上精確裝有刮膜器和防飛濺裝置。內(nèi)置冷凝器位于蒸發(fā)器的中心,轉子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉。 品質(zhì)好分子蒸餾實驗怎么用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(zhì)的物質(zhì)的分離問題。
短程蒸餾特色:
真空度高、蒸餾溫度低。系統(tǒng)真空度:0.001mbar
傳熱系數(shù)大、蒸發(fā)效率高:于旋轉的刮膜裝置將物料在蒸發(fā)筒體內(nèi)表面刮成均勻的薄膜,有效降低了熱阻,在極高的真空度下,使得易蒸發(fā)物質(zhì)非常容易從物料中蒸餾分離出來;由于筒體內(nèi)表面與刮膜器之間的液膜處于劇烈的湍動狀態(tài),物料中的不同組份傳遞以及與加熱夾套內(nèi)的加熱介質(zhì)的熱量傳遞都非常高效;此外,由于筒體內(nèi)表面的高光潔度以及刮膜器的不停運動,使得加熱面不容易結焦、結垢,也有助于增大總傳熱系數(shù),提高蒸發(fā)效率。
受熱時間短:進入短程蒸餾器的物料由分配盤均勻分布到垂直的加熱面上,在重力和刮膜器的雙重作用下沿長度有限的加熱面呈螺旋下轉,在蒸發(fā)器內(nèi)的停留時間很短,一般為幾秒~幾十秒(平均停留時間與加熱面長度、刮膜器的形式及物料的特性、膜厚等參數(shù)相關)。此外,短程蒸餾器的“無死體積”設計,避免了物料在分配盤、加熱面和刮膜系統(tǒng)等部位堆積,減少了熱敏性物質(zhì)的熱聚合和熱分解。
分子蒸餾設備的結構特點1、在刮板蒸發(fā)器的基礎上在內(nèi)部安置一個冷凝器。當進料混合物受熱后某輕物質(zhì)分子運動至一定距離時碰到冷凝器即被凝結成液體分離出來,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備內(nèi)較高真空度。2、高真空:短程蒸餾特殊的構造設計,允許操作壓力達到低的操作真空,實驗規(guī)模的設備真空可達,即使工業(yè)規(guī)模的設備也能達到1-5Pa。3、操作溫度遠低于物料的沸點:由于短程蒸餾采用中心冷凝,物料流動截面積等于蒸發(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、分子蒸餾設備特點: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)來實現(xiàn)的,并不需要完全沸騰,所以蒸發(fā)器內(nèi)物料實際蒸發(fā)溫度略低于著空下條件下物料理論沸點。這點與蒸餾有本質(zhì)的區(qū)別。5、短程蒸餾受熱時間短:由采用垂直刮板成膜設計,物料在加熱壁上的停留時間短,對其他蒸餾而言,受熱時間一般較長(30分鐘以上甚至幾十個小時),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格的距離要求。短程分子蒸餾是一種在高真空下操作的蒸餾方法,分子蒸餾是一種特殊的液--液分離技術。
分子蒸餾設備操作溫度低,可以節(jié)省能耗,常規(guī)蒸餾是依靠物料混合物中不同物質(zhì)的沸點差進行分離的,而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運動平均自由程的差別來進行分離的,并不要求物料一定要達到沸騰狀態(tài),只要分子從液相中揮發(fā)逸出,就可以實現(xiàn)分離。正因為分子蒸餾是在遠離沸點下進行操作,因此產(chǎn)品的能耗小。分子蒸餾設備蒸餾壓強低,要求在高真空度下操作,分子運動平均自由程與系統(tǒng)壓力成反比,只有加大真空度,才能獲得足夠大的平均自由程。研究指出,分子蒸餾的真空度高達0.1-100Pa短程分子蒸餾比普通蒸餾四大優(yōu)勢。品質(zhì)好分子蒸餾實驗怎么用
短程分子蒸餾過程與傳統(tǒng)的蒸餾過程不同。品質(zhì)好分子蒸餾實驗怎么用
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。 品質(zhì)好分子蒸餾實驗怎么用