我們知道,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(duì)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。
短程分子蒸餾對(duì)高沸點(diǎn)、熱敏性物料進(jìn)行有效分離的手段。江蘇短程分子蒸餾生產(chǎn)廠家
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。
當(dāng)液體混合物沿加熱板流動(dòng)并被加熱,輕、重分子會(huì)逸出液面而進(jìn)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(dòng)距離不同,若能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板,則輕分子達(dá)到冷凝板被冷凝排出,而重分子達(dá)不到冷凝板沿混合液排出。這樣,達(dá)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(qū)動(dòng)力,對(duì)于微小的壓力降就會(huì)引起蒸汽的流動(dòng)。在1mbar下運(yùn)行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離,基于這個(gè)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(gè)內(nèi)置冷凝器在加熱面的對(duì)面,并使操作壓力降到0.001mbar。
蒸餾過程是:物料從蒸發(fā)器的頂部加入,經(jīng)轉(zhuǎn)子上的料液分布器將其連續(xù)均勻地分布在加熱面上,隨即刮膜器將料液刮成一層極薄、呈湍流狀的液膜,并以螺旋狀向下推進(jìn)。在此過程中,從加熱面上逸出的輕分子,經(jīng)過短的路線和幾乎未經(jīng)碰撞就到內(nèi)置冷凝器上冷凝成液,并沿冷凝器管流下,通過位于蒸發(fā)器底部的出料管排出;殘液即重分子在加熱區(qū)下的圓形通道中收集,再通過側(cè)面的出料管中流出。
江蘇短程分子蒸餾生產(chǎn)廠家短程分子蒸餾清洗方式。
短程蒸餾(又叫分子蒸餾)是一種熱分離工藝,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??梢?,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。
分子蒸餾是在高真空條件下進(jìn)行的,因此設(shè)備內(nèi)要求具有較低的殘氣壓力,這就會(huì)帶來其他一系列的要求:
1、需要正確地選擇真空泵機(jī)組性能與管道尺寸,確保能夠快速地從容器內(nèi)抽出氣體。
2、正確選擇蒸發(fā)面與冷凝面的形狀、距離與相對(duì)位置,確保從設(shè)備的蒸餾內(nèi)無阻礙地引出殘余氣體。蒸發(fā)面與冷凝面之間的具體過小時(shí),一方面不利于抽除氣體,另一方面蒸餾液的霧沫也易濺到冷凝面上,使分離效果變差。
3、分子蒸餾多用于分離熱不穩(wěn)定性物質(zhì),因此要求被加工的物料在蒸餾溫度下停留較短的時(shí)間。
4、分子蒸餾過程中,液層內(nèi)部的擴(kuò)散是影響分子蒸餾過程的重要因素。因此分子蒸餾設(shè)備應(yīng)力求減少液層厚度及強(qiáng)化液層的位移,使之湍動(dòng)。
其次就是分子蒸餾時(shí),被蒸餾的液體必須預(yù)先除氣。因?yàn)樵诖髿鈮合?,無論何種液體都或多或少都會(huì)含有氣體。這些氣體的含量決定于液體本身的性質(zhì)和它進(jìn)入蒸餾裝置之前所處的狀態(tài)。
短程分子蒸餾需要哪些條件。
分子蒸餾和普通蒸餾的對(duì)比
1.蒸餾溫度低,分子蒸餾是在遠(yuǎn)低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行操作的,只要存在溫度差就可以達(dá)到分離目的,這是分子蒸餾與常規(guī)蒸餾的本質(zhì)區(qū)別。
2. 分子蒸餾裝置其內(nèi)部可以獲得很高的真空度,通常分子蒸餾在很低的壓強(qiáng)下進(jìn)行操作,因此物料不易氧化受損。
3. 蒸餾液膜薄,傳熱效率高。
4. 物料受熱時(shí)間短,受加熱的液面與加冷凝面之間的距離小于輕分子的平均自由程,所以由液面逸出的輕分子幾乎未經(jīng)碰撞就達(dá)到冷凝面。
5. 分子蒸餾能分離常規(guī)不易分開的物質(zhì)
6. 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,液體中無溶解的空氣,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。
7. 無毒、無害、無污染、無殘留,可得到純凈安全的產(chǎn)物,且操作工藝簡單,設(shè)備少。分子蒸餾技術(shù)能分離常規(guī)蒸餾不易分離的物質(zhì)。
8. 分子蒸餾設(shè)備價(jià)格昂貴,分子蒸餾裝置必須保證體系壓力達(dá)到的高真空度,對(duì)材料密封要求較高,且蒸發(fā)面和冷凝面之間的距離要適中,設(shè)備加工難度大,造價(jià)高。
9. 產(chǎn)品耗能小,由于分子蒸餾整個(gè)分離過熱損失少,且由于分子蒸餾裝置獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式,內(nèi)部壓強(qiáng)極低,內(nèi)部阻力遠(yuǎn)比常規(guī)蒸餾小,因而可節(jié)省能耗。
短程分子蒸餾處理量。江蘇短程分子蒸餾生產(chǎn)廠家
短程分子蒸餾在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)。江蘇短程分子蒸餾生產(chǎn)廠家
由分子蒸餾的基本原理可以看出,分子蒸餾是一種區(qū)別于常規(guī)蒸餾的非平衡狀態(tài)下的特殊蒸餾。與常規(guī)蒸餾相比,分子蒸餾有如下無法比擬的特點(diǎn):
(1)操作溫度低,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(diǎn)差進(jìn)行分離的,而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別來進(jìn)行分離的,并不要求物料一定要達(dá)到沸騰狀態(tài),只要分子從液相中揮發(fā)逸出,就可以實(shí)現(xiàn)分離。正因?yàn)榉肿诱麴s是在遠(yuǎn)離沸點(diǎn)下進(jìn)行操作,因此產(chǎn)品的能耗小。
(2)蒸餾壓強(qiáng)低,要求在高真空度下操作。
分子運(yùn)動(dòng)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(dá)0.1-100Pa。
(3)受熱時(shí)間短,降低熱敏性物質(zhì)的熱損傷。
由于分子蒸餾是利用不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別而實(shí)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(yùn)動(dòng)平均自由程,這個(gè)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(shí)間極短。研究測(cè)定指出,分子蒸餾受熱時(shí)間*為幾秒或幾十秒,從而在很大程度上避免了物質(zhì)的分解或聚合。
(4)分離程度及產(chǎn)品收率高,尤其適合于特定蒸餾。
江蘇短程分子蒸餾生產(chǎn)廠家