天津分子蒸馏系统常见问题

分子蒸馏技术的基本原理

根据分子运动平均自由程公式知，不同种类的分子，由于其分子有效直径不同，故其平均自由程也不同，即其为不同种类分子。从统计学观点看，其逸出液面后不与其他分子碰撞的飞行距离是不同的。

分子蒸馏的分离就是利用液体分子受热后从液面逸出，而不同种类分子逸出后其平均自由程不同这一性质来实现的。轻分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，使得轻分子落在冷凝面上，重分子因达不到冷凝面而返回原来液面，这样混合物就得以分离。

分子蒸馏系统运行过程。天津分子蒸馏系统常见问题

分子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。

分子蒸馏的优点

  由分子蒸馏的原理可知，其是高真空度下的连续不可逆蒸馏过程，这种特点决定了其相较于常规蒸馏有着***优点。

  1、分离温度低 

      2、蒸馏压力小，真空度高

      3、受热时间短

      4、分离程度高

   5、不可逆性

   6、没有沸腾鼓泡现象

   7、工艺清洁环保

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分子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：

      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。

      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减少，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：短程分子蒸馏器的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：只要让冷热两面间有温度差（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快完成，所以选择合理冷凝器的形式相当重要。

分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术，它能在高真空下操作，能使液体在远低于其沸点的温度下将其分离。它是利用分子运动平均自由程的原理，将液体混合物稍稍加热，使液体分子从液面逸出，轻分子落在冷凝面而重分子又返回，这样就将液体分离了。这项技术能够解决大量常规蒸馏技术所不能解决的问题，因此该技术可更***地应用于国民经济中的各个方面。该技术在石油化工、医药、塑料、食品、日用化工、回收等工业领域的应用都有广阔的前景，如生产低压蒸汽油、蒸馏制取高粘度润滑油、原油的渣油分离、增塑剂型酯类的提纯、高分子物质的脱臭、蒸馏制取高纯度的单甘油酯、从天然动物、植物中提取鱼油、天然维生素E、天然香精、香料等。

分子蒸馏系统与普通蒸馏不同之处。

分子蒸馏条件

1、 残余气体的分压必须很低，使残余气体的平均自由程长度是蒸馏器和冷凝器表面之间距离的倍数。

2、 在饱和压力下，蒸汽分子的平均自由程长度必须与蒸发器和冷凝器表面之间距离具有相同的数量级。

在这此理想的条件下，蒸发在没有任何障碍的情况下从残余气体分子中发生。所有蒸汽分子在没有遇到其它分子和返回到液体过程中到达冷凝器表面。蒸发速度在所处的温度下达到可能的最大值。蒸发速度与压力成正比，因而，分子蒸馏的馏出液量相对比较小。

在大中型短程蒸馏中，冷凝器和加热表面之间的距离约为20~50mm，残余气体的压力为10-3mbar时，残余气体分子的平均自由程长度约为2倍长。短程蒸馏器完全能满足分子蒸馏的所有必要条件。

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分子蒸馏的特点：

1.极高真空：短程蒸馏特殊的构造设计，允许操作压力达到极低的操作真空，实验规模的设备真空可达0.001mbar，即使工业规模的设备也能达到0.01-0.05mbar。

2. 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。极低的工作压力确保了极低的蒸馏温度，因此短程蒸馏是目前来说*温和的蒸馏方式。

3. 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，由液面逸出的轻分子，几乎瞬时就到达冷凝面，汽相轻分子受热时间在这个过程中可以忽略不计。热分解的可能被*小化。

4. 传质和传热效率优越：短程蒸馏采用机械刮膜系统，区别于其他如降膜类蒸发器的成膜不均缺陷，在短程蒸发器内物料成膜厚度均匀而且流动特性优良，由于液面和加热面的面积几乎相等，传质和传热效率优越。

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