水蒸气蒸馏与分子蒸馏.ppt

第十章固液提取 第十章固液提取 基本原理 基本原理 沸点和馏出液组成的计算 沸点和馏出液组成的计算 沸点和馏出液组成的计算 试差法例题 试差法例题 试差法例题 沸点和馏出液组成的计算 沸点和馏出液组成的计算 沸点和馏出液组成的计算 沸点和馏出液组成的计算 水蒸气消耗量的计算 第七章水蒸气蒸馏 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 基本原理 二、分子蒸馏过程及其特点 (3)飞射：蒸气分子由蒸发面向冷凝面飞射的过程中，既可能互相碰撞，又可能与残存的空气分子发生碰撞。由于蒸发分子均具有相同的运动方向，因此它们之间的相互碰撞对飞射方向和蒸发速率影响不大。但残存的空气分子呈杂乱无章的热运动状态，其数量的多少对蒸发分子的飞射方向及蒸发速率均有重要的影响。因此，分子蒸馏过程必须在足够高的真空度下进行。当然,一旦系统的真空度可以确保飞射过程快速进行时,再提高真空度就没有意义了。 二、分子蒸馏过程及其特点 (4)冷凝：即分子在冷凝面上冷凝。为使该步骤能够快速完成，应采用光滑且形状合理的冷凝面，并保证蒸发面与冷凝面之间有足够的温度差(一般应大于60℃)。 二、分子蒸馏过程及其特点 2.分子蒸馏过程的特点 与普通蒸馏相比，分子蒸馏具有如下特点。 (1) 分子蒸馏在极高的真空度下进行，且蒸发面与冷凝面之间的距离很小，因此在蒸发分子由蒸发面飞射至冷凝面的过程中，彼此发生碰撞的几率很小。而普通蒸馏包括减压蒸馏，系统的真空度均远低于分子蒸馏，且蒸气分子需经过很长的距离才能冷凝为液体，期间将不断地与液体或其他蒸气分子发生碰撞，整个操作系统存在一定的压差。 二、分子蒸馏过程及其特点 (2) 减压精馏是蒸发与冷凝的可逆过程，气液两相可形成相平衡状态；而在分子蒸馏过程中，蒸气分子由蒸发面逸出后直接飞射至冷凝面上，理论上没有返回蒸发面的可能性，故分子蒸馏过程为不可逆过程。 (3) 普通蒸馏的分离能力仅取决于组分间的相对挥发度，而分子蒸馏的分离能力不仅与组分间的相对挥发度有关，而且与各组分的分子量有关。 二、分子蒸馏过程及其特点 (4) 只要蒸发面与冷凝面之间存在足够的温度差，分子蒸馏即可在任何温度下进行；而普通蒸馏只能在泡点温度下进行。 (5) 普通蒸馏存在鼓泡和沸腾现象，而分子蒸馏是在液膜表面上进行的自由蒸发过程，不存在鼓泡和沸腾现象。 一套完整的分子蒸馏设备主要由进料系统、分 子蒸馏器、馏分收集系统、加热系统、冷却系统、真空系统和控制系统等部分组成。 三、分子蒸馏设备的组成 三、分子蒸馏设备的组成 为保证所需的真空度，一般需采用二级或二级以上的泵联用，并设液氮冷阱以保护真空泵。分子蒸馏器是整套设备的核心，分子蒸馏设备的发展主要体现在对分子蒸馏器的结构改进上。 四、分子蒸馏器 分子蒸馏器有静止式、降膜式、刮膜式和离心式四种型式。 四、分子蒸馏器 1-加热器；2-冷凝器； 3-蒸馏室；4-馏分收集罐 (1)静止式 有一个静止不动的水平蒸发面,其优点是结构简单,主要缺陷是液膜很厚,物料被持续加热,因而易造成物料的分解,且分离效率较低,目前已被淘汰。 (2) 降膜式 工作时，原料液经分布器的凹口分配后，借助于重力沿加热面向下流动，并形成均匀完整的液膜。 1-溢流堰；2-分布器凹口； 3-导热油槽；4-夹套 四、分子蒸馏器 降膜式分子蒸馏器可以连续生产，因而生产能力较大。此类蒸馏器的突出优点是液膜厚度较小，且受热物料的停留时间较短，故发生热分解的危险性较小。缺点是液膜在沿传热面下降的过程中易产生沟流，从而难以形成均匀完整的液膜。此外，液体在下降过程中常发生翻滚现象，所产生的雾沫夹带有时会溅到冷凝面上，导致分离效果下降。 四、分子蒸馏器 降膜式分子蒸馏器适用于中、低粘度液体混合物的分离。但由于液体是依靠重力的作用而向下流动的，故此类蒸馏器一般不适用于高粘度液体混合物的分离，否则会加大物料在蒸发温度下的停留时间。 1-夹套；2-刮膜器；3-蒸馏室； 4-冷凝器；5-电机；6-进料分布器 (3) 刮膜式 括膜式分子蒸馏器的蒸馏室内设有一个可以旋转的刮膜器,其转子环常用聚四氟乙烯材料制成。当刮膜器在电机的驱动下高速旋转时,转子环可贴着蒸馏室的内壁滚动,从而可将流至内壁的液体迅速滚刷成10~100?m的液膜。 与降膜式相比，括膜式分子蒸馏器的液膜厚度比较均匀，一般