短程蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法,这时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。
短程蒸馏工作原理
短程蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,它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。
短程蒸馏设备高于传统蒸馏及普通的薄膜蒸发器。安徽短程蒸馏设备销售电话
短程蒸馏和普通蒸馏的对比
1.蒸馏温度低,短程蒸馏是在远低于沸点的温度下进行操作的,只要存在温度差就可以达到分离目的,这是短程蒸馏与常规蒸馏的本质区别。
2. 蒸馏真空度高,短程蒸馏装置其内部可以获得很高的真空度,通常短程蒸馏在很低的压强下进行操作,因此物料不易氧化受损。
3. 蒸馏液膜薄,传热效率高。
4. 物料受热时间短,受加热的液面与加冷凝面之间的距离小于轻分子的平均自由程,所以由液面逸出的轻分子几乎未经碰撞就达到冷凝面。因此,蒸馏物料受热时间短,在蒸馏温度下停留时间一般几秒至几十秒之间,减少了物料热分解的机会。
5. 分离程度更高,短程蒸馏能分离常规不易分开的物质
6. 没有沸腾鼓泡现象,短程蒸馏是液层表面上的自由蒸发,在低压力下进行,液体中无溶解的空气,因此在蒸馏过程中不能使整个液体沸腾,没有鼓泡现象。
7. 无毒、无害、无污染、无残留,可得到纯净安全的产物,且操作工艺简单,设备少。短程蒸馏技术能分离常规蒸馏不易分离的物质。
8. 短程蒸馏设备价格昂贵,短程蒸馏装置必须保证体系压力达到的高真空度,对材料密封要求较高,且蒸发面和冷凝面之间的距离要适中,设备加工难度大,造价高。
安徽短程蒸馏设备销售电话短程蒸馏设备过程与传统的蒸馏过程不同,蒸发与冷凝过程是可逆的,液相与汽相间会形成平衡状态。
短程蒸馏设备较之常规蒸馏技术有些诸多优势:
1、普通蒸馏是在沸点温度下进行分离操作:而分子蒸馏只要冷热两个面之间达到足够的温度差.就可以在任何温度下进行分离.因而分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点.
2、普通蒸馏有鼓泡.沸腾现象:而分子蒸馏是液膜表面的自由蒸发.操作压力很低.一般为0.1-1Pa数量级,受热时间很短.一般*为十秒至几十秒.
3、普通蒸馏的蒸发和冷凝是可逆过程.液相和气相之间处于动态相平衡,而在分子蒸馏过程中.从加热面逸出的分子直接飞射到冷凝面上.理论上没有返回到加热面的可能性.所以分子蒸馏没有不易分离的物质.
短程蒸馏可发如下四步:
(1)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短程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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
短程蒸馏设备是一种近几年发展迅速的分离技术,它可以解决具有热敏性、高沸点等性质的物质的分离问题。
短程分子蒸馏器按刮膜器形式分三种形式:滚膜、滑动刮膜、铰链刮膜,根据物料的粘度、处理性质选用不同的刮膜器。
短程蒸馏特性:能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的新型分离技术。
短的停留时间:刮膜器的作用,使得液膜在加热面停留时间极短。
低的蒸馏温度:由于冷凝器直接位于加热面的对面,减少了压差,所以具有极高的真空度,物料可在极低的温度下甚至于无需到沸点即蒸馏。
粘性物和产品中含有固体物:刮片的深深浸入,靠一个相当可观的边缘,料膜引起一个强烈的剪切及混合效应,减轻了待处理液的粘性,适合处理粘度到50Pas,并防止加热面结垢,特别适合于含固体料液。
极薄的蒸馏液面:刮膜器的作用将料液刮成极薄的液膜。分离更彻底。
热敏感物料:
分离比:精密的刮板使用使用得极薄的液膜被均匀地分布在加热面上,导致整个加热面湿润。这样允许操作单元高沸分离比。这意味着在案列中进入的90%以上被蒸发,恒量残留物质中水平能被完成。
短程蒸馏设备技术的特点。安徽短程蒸馏设备销售电话
短程蒸馏设备适宜于高沸点、热敏性及易氧化物质的分离。安徽短程蒸馏设备销售电话
由短程蒸馏的基本原理可以看出,分子蒸馏是一种区别于常规蒸馏的非平衡状态下的特殊蒸馏。与常规蒸馏相比,分子蒸馏有如下无法比拟的特点:
(1)操作温度低,可节省能耗
常规蒸馏是依靠物料混合物中不同物质的沸点差进行分离的,而分子蒸馏是靠不同物质的分子运动平均自由程的差别来进行分离的,并不要求物料一定要达到沸腾状态,只要分子从液相中挥发逸出,就可以实现分离。正因为分子蒸馏是在远离沸点下进行操作,因此产品的能耗小。
(2)蒸馏压强低,要求在高真空度下操作。
分子运动平均自由程与系统压力成反比,只有加大真空度,才能获得足够大的平均自由程。研究指出,分子蒸馏的真空度高达0.1-100Pa。
(3)受热时间短,降低热敏性物质的热损伤。
由于分子蒸馏是利用不同物质分子运动平均自由程的差别而实现分离的,其基本要求是加热面与冷凝面的距离必须小于轻分子的运动平均自由程,这个距离通常很小,因此轻分子由液面逸出后几乎未发生碰撞即射向冷凝面,所以受热时间极短。研究测定指出,分子蒸馏受热时间*为几秒或几十秒,从而在很大程度上避免了物质的分解或聚合。
(4)分离程度及产品收率高,尤其适合于特定蒸馏。
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