分子蒸馏展示.pptVIP

分子蒸馏 ——应化1101班第一组 分子蒸馏 分子蒸馏_____Molecular distillation 又称短程蒸馏_____ short path distillation 在高真空下进行，根据分子运动平均自由程的差别，使液体在远低于沸点的温度下蒸馏分离，受热时间短，特别适于处理高沸点及热敏性的物系。 1 基本原理 分子蒸馏技术原理 利用液体分子受热后平均自由程不同这一性质来实现分离提纯。 由于轻分子只走很短的距离即被冷凝，所以分子蒸馏亦叫短程蒸馏。（Short—Path Distillation） 1 基本原理 分子自由程(λ) 在每次碰撞中,两分子的最短距离称为分子的有效直径( d) ,一个分子在相邻两次分子碰撞间隔内所走的距离为分子自由程 。由理想气体的分子动力学理论得 λm　分子平均自由程, m ；d 　分子直径, m T 　蒸发温度, K ；P 　真空度, Pa K 为波尔兹曼常数 1 基本原理 分子自由程的差异 不同的分子由于有着不同的分子有效直径,它们的平均自由程也不相同,即不同种类液体混合物的分子受热后从液面逸出，不与其它分子发生碰撞所运行的距离是不相同的。一般来讲, 轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小。 分子蒸馏的原理示意图 2 分子蒸馏过程 蒸馏过程由五步组成： （1）蒸馏器加热面上形成厚度均匀的液膜； （2）液膜表面上的分子在高真空，远低于沸点的温度下自由蒸发； （3）蒸发分子向冷凝面的运动； （4）蒸发分子在冷凝面上的冷凝； （5）馏出物和没有蒸发的重组分的收集。 3 分子蒸馏装置流程—— 分子蒸馏装置 分子蒸馏器有简单蒸馏型与精密蒸馏型之分，目前采用的装置多为简单蒸馏型。 简单蒸馏型又可分为静止式、降膜式、离心式等几种。 釜式分子蒸馏器 特点:结构最简单; 分离效果差，蒸馏温度下物料停留时间较长，热分解性大，在工业上已不采用,一般适用于实验室及小量生产. 降膜式分子蒸馏装置 特点:优点:液膜厚度小,并且沿蒸发表面流动；被蒸馏物料停留时间短,热分解的危险性较小,过程可以连续进行,处理能力大。缺点:蒸发表面难以都被液膜均匀覆盖；液体流动时常发生翻滚产生雾沫溅到冷凝面上,降低分离效果。改进:刮膜式分子蒸馏设备----一种特殊型式. 离心式分子蒸馏装置 特点:优点:由于转盘高速旋转,可得到极薄的分布更均匀的液膜,减少了雾沫飞溅，蒸发速率和分离效率更好；料液在蒸发面上的受热时间更短；处理量更大。缺点:高速转盘需要较高的真空密封技术，结构复杂，设备成本高。 5 技术特点 蒸馏压强低 常规真空蒸(精)馏装置:存在填料或塔板的阻力,系统很难获得较高的真空度,而分子蒸馏装置内部结构比较简单,压降极小,可以获得相对较高的真空度,分子蒸馏的操作压强一般为0.1～1Pa，有利于物料在更低的温度下分离。 蒸馏温度低 分子蒸馏是利用不同组分的分子逸出液面后的平均自由程不同的性质来实现分离的,可在远低于沸点的温度下进行操作,物料并不需要沸腾，更有利于节约能源。 5 技术特点 物料受热时间短 分子蒸馏装置加热面与冷凝面的距离小于轻分子的平均自由程，从液面逸出的轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面，所以受热时间很短，在蒸馏温度下停留时间可减少到0.1∽1秒。 能量利用率高 普通蒸馏是蒸发与冷凝的可逆过程，液相和气相间可以形成互相平衡状态。而分子蒸馏过程中从蒸发表面逸出的分子直接飞射到冷凝面上，中间不与其他分子发生碰撞，理论上没有返回蒸发面的可能性，所以分子蒸馏是不可逆的，能量利用率高。 5 技术特点 分离程度高 常规蒸馏的相对挥发度 α=p1/p2 而分子蒸馏的相对挥发度 在p1/p2相同的情况下，由于M1/M21，则αrα。即分子蒸馏较常规蒸馏更易分离，且M1和M2差值越大分离程度越高。同时分子蒸馏还可以分离蒸汽压相近而相对分子质量差别较大的混合物。 6 分子蒸馏技术在工业上的应用 由于分子蒸馏技术与常规蒸(精)馏技术相比具有明显的节能,不损伤热敏性物料等优点.应用领域涉及石油化工、食品、医药、农药、香精、香料及塑料等工业。 在食品工业上用于脂肪酸及其衍生物的分离提纯，如单甘脂的分离、天然鱼肝油的浓缩以及从小麦胚芽油葵花油等富含维生素E的油脂中分离天然维生素E等。 6 分子蒸馏技术在工业上的应用 在精细化工行业可用于羊毛衍生物的脱臭脱色，塑料增塑剂稳定剂的精制，以及硅油、石腊油、高级润滑油光亮油的精制等。 在天然产物的分离上如玫瑰油精制提纯。 在分子生物学领域中将分子蒸