品质好短程分子蒸馏实验原理

很多工艺中都会涉及到分子蒸馏，但*终得到的分离效果却是不同的，因为对各个参数的调控有所不同。由此可见，影响分子蒸馏分离的因素还是很多的，每一项都要合理把握。

 首先关注到的是压强，当蒸馏温度一定的情况下，压强越小也就是真空度越高，那么物料的沸点也就会越低。这样一来，轻分子从蒸发面到冷凝面的阻力也会随之减少，从而到更好的分离效果。

 其次是温度和速度，温度所指的是蒸发温度，而速度是进料速度，不能太快也不能太慢，否则要么会因待分离组分还未蒸发就流到蒸发面底部而起不到分离作用，要么影响分离效率。

 另外与被蒸馏物质的性质有关，物质的相对挥发度越大，两者就越容易分离。除此之外，蒸发液膜的覆盖面积、厚薄和均匀度；携带剂的使用；物料中杂质等也都会影响到分子蒸馏的分离效率，可不能忽视了。 短程分子蒸馏是一个工作在1~0.001mbar压力下热分离技术过程，较低的沸腾温度，非常适合热敏性、高沸点物。品质好短程分子蒸馏实验原理

   分子蒸馏设备的结构特点1、在刮板蒸发器的基础上在内部安置一个冷凝器。当进料混合物受热后某轻物质分子运动至一定距离时碰到冷凝器即被凝结成液体分离出来，重物质而沿器壁流下。由于轻物质汽相在内部即被冷凝，使得真空压降小可保持设备内较高真空度。2、高真空：短程蒸馏特殊的构造设计，允许操作压力达到低的操作真空，实验规模的设备真空可达，即使工业规模的设备也能达到1-5Pa。3、操作温度远低于物料的沸点：由于短程蒸馏采用中心冷凝，物料流动截面积等于蒸发表面，使得蒸发器和冷凝器之间只存在轻微的压降，也就是说真空系统尾端真空度几乎和蒸发器的真空接近。低的工作压力确保了低的蒸馏温度，因此短程蒸馏是目前来说温和的蒸馏方式。4、分子蒸馏设备特点：混合物的分离是由于不同种类的分子逸出液面的平均自由程不同的性质来实现的，并不需要完全沸腾，所以蒸发器内物料实际蒸发温度略低于着空下条件下物料理论沸点。这点与蒸馏有本质的区别。5、短程蒸馏受热时间短：由采用垂直刮板成膜设计，物料在加热壁上的停留时间短，对其他蒸馏而言，受热时间一般较长（30分钟以上甚至几十个小时），而短程蒸馏为十几秒。由于短程蒸馏加热壁与冷凝器间有严格的距离要求。品质好短程分子蒸馏实验原理短程分子蒸馏在化工行业的应用。

分子蒸馏是一种特殊的液体分离技术，它与传统蒸馏依靠沸点差分离原理不同，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法，蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物进行分离。  在一定温度下，压力越低，气体分子的平均自由程越大。当蒸发空间的压力很低（10-2 ～10-4 mmHg），且使冷凝表面靠近蒸发表面，其间的垂直距离小于气体分子的平均自由程时，从蒸发表面汽化的蒸气分子，可以不与其他分子碰撞，直接到达冷凝表面而冷凝。当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。

   常规蒸馏，不论常压下的，或者是真空下的粗真空蒸馏与低真空蒸馏，利用的原理都是根据不同物质的沸点差，也就是挥发性的不同，对其进行分离提纯。但是如果混合物的沸点相同或者很接近的情况下，常规的蒸馏就无法进行下去了。而分子蒸馏利用的则是物质间不同的分子运动平均自由程来实现分离。什么是分子运动平均自由程？一个分子连续两次碰撞间飞行距离的平均值。它的大小取决于分子的密度。因此进行分子蒸馏需要满足的是混合物分子的平均自由程需要存在差异，且差异越大越好。而要满足足够大的分子运动平均自由程，就需要保证足分子蒸馏的实现过程，简单地说，加热混合液体后，物料分子受热蒸发逸出液面，其中轻重分子的平均自由程不同，轻分子的自由程大，而重分子的自由程小。因此在离液面小于轻分子自由程、而大于重分子的自由程的某处，设置一冷凝面，轻分子就会在抵达该冷凝面时而被冷凝，冷凝后轻分子组分无法实现动态平衡，就会不断从液面逸出被冷凝面捕获，而重分子则因到不达冷凝面，很快就趋于动态平衡，从而实现混合物的分离。另外常规真空蒸馏因为依靠沸点差，因此蒸馏过程中需要在沸点温度下进行，而分子蒸馏只要满足一定的蒸发率即可。短程分子蒸馏是一种在高真空度下进行液液分离操作的连续蒸馏过程。

分子蒸馏过程

短程蒸馏器还适合于进行分子蒸馏。分子流从加热面直接到冷凝器表面。分子蒸馏过程可发如下四步：

分子蒸馏分子从液相主体向蒸发表面扩散

通常，液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速度的主要因素，所以应尽量减薄液层厚度及强化液层的流动。

分子蒸馏分子在液层表面上的自由蒸发

蒸发速度随着温度的升高而上升，但分离因素有时却随着温度的升高而降低，所以，应以被加工物质的热稳定性为前提，选择经济合理的蒸馏温度。

分子蒸馏分子从蒸发表面向冷凝面飞射

蒸气分子从蒸发面向冷凝面飞射的过程中，可能彼此相互碰撞，也可能和残存于两面之间的空气分子发生碰撞。由于蒸发分子远重于空气分子，且大都具有相同的运动方向，所以它们自身碰撞对飞射方向和蒸发速度影响不大。而残气分子在两面间呈杂乱无章的热运动状态，故残气分子数目的多少是影响飞射方向和蒸发速度的主要因素。

分子蒸馏分子在冷凝面上冷凝

只要保证冷热两面间有足够的温度差（一般为70~100℃），冷凝表面的形式合理且光滑则认为冷凝步骤可以在瞬间完成，所以选择合理冷凝器的形式相当重要。 短程分子蒸馏能在短时间内，将相同分子量的产品集中到一起，并将不同分子量的产品分别归类，以供使用。品质好短程分子蒸馏实验原理

短程分子蒸馏比普通蒸馏四大优势。品质好短程分子蒸馏实验原理

分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。

当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。

在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离，基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器。短程蒸馏器（分子蒸馏）有一个内置冷凝器在加热面的对面，并使操作压力降到0.001mbar。

短程蒸馏器工作在1~0.001mbar压力下进行热分离。它较低的沸腾温度，非常适合热敏性、高沸点物。其基本构成：带有加热夹套的圆柱型筒体，转子和内置冷凝器；在转子的固定架上精确装有刮膜器和防飞溅装置。内置冷凝器位于蒸发器的中心，转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。

品质好短程分子蒸馏实验原理