探析分子蒸馏技术提纯高沸点物系及数学模型的研究

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1、⑧天洋又蓼TIANdINUNlVERSITY硕士学位论文一1■R_-■■0●爿j}一■癯■●¨a■_学科专业：化学工程作者姓名：任艳奎指导教师：许松林研究员天津大学研究生院2005年12月天津大学硕士学位论文摘要随着日用化工、轻工、制药工业等行业及对外贸易的飞速发展，对天然产物的需求量不断增加。然而对于一些高沸点的物系，在传统的蒸馏加工过程中，因受热时间长，温度高，易引起分子重排、氧化、水解甚至聚合反应。分子蒸馏技术作为一种高教的分离手段，尤其适用于分离低挥发度、高分子量、高沸点、高粘度、熟敏性和具有生物活性的物料，可在不同真空度条件下分离提纯物系中的不同组分，

2、并可除去异臭物质、色素类等杂质，从而提高天然产物的质量和品位。本课题旨在应用分子蒸馏小试装置对天然香料玫瑰油和低聚物聚二十八四氢呋喃的提纯精制进行研究，通过分子蒸馏过程的各种操作参数对产物纯度与收率的影响．确定应用分子蒸馏设备对两种固态产物提纯精制的最佳工艺条件，为其进行工业化生产奠定了基础。对将来大规模生产上述两种产品具有重要的现实意义。由于玫瑰油是一种高沸点多组分物系，在常温下以膏状存在，所以对它进行热敏性研究，确定操作温度和操作压力。进行单因素试验，考察了蒸发温度、操作压力和进料速率对它的含量和收率的影响，并确定合理的因素和水平，正交优化工艺参数。利用分子

3、蒸馏技术对另一种常温下为固体的高沸点物系一聚四氢呋喃进行研究．考察了进料速率、进料温度、蒸发温度、系统压力和刮膜器转速对产品含量和收率的影响，使产品聚二十八四氢呋喃的纯度和收率达到一个最佳组合。在分析刮膜式分子蒸馏器液膜流动的基础上，通过对物料在加热壁面的蒸发过程进行适当简化，首次把等空时双平推流循环流动的单参数数学模型应用于刮膜式分子蒸馏过程，在Kawala分子蒸发系数的基础上关联进料速率和蒸发温度，结合物料衡算式建立了刮膜式分子蒸馏过程模型，得到与实际比较接近的模型表达式。提出一次分子蒸馏过程相当于一块高效塔板的概念，经过多次蒸馏，馏出物纯度可以达到目标含量

4、。结合此过程模型，对正辛酸一十二烷醇物系进行模拟计算，并应用此模型模拟计算了玫瑰油和聚四氢呋喃的分离过程，进一步验证了此模型的合理性，分析了产生实验值与模拟值不符合的原因，为进一步完善刮膜式分子蒸馏过程模型奠定了基础。关键词：分子蒸馏；玫瑰油；流动模型：聚四氢呋喃；模拟天津大学硬士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofcommodity,lightmdustry,pharmaeyandexternaltrade，thedemandfornaturematerialisinc∞∞cdmornandmore．However,forsomeh

5、ighboilingpointcompounds，itiseasytohappenmoleculereset，oxidation，hydrolyz*andpolymerizationreactioninorthodoxdistillationprocess．Thetechnologyofmoleculardistillation(MD、isaneffectivenaturalmaterialpurificationmethod,andespeciallysuitableforseparatingmanysubstancesthathavethefollowing

6、characteristics,such《lOWvolatility,hi曲molecularweight,highboilingpoin4highviscosity,heatsensitivityandbiologicalactivity．TheMDtechnologycallseparateAfferentmixturesunderdifferentpressuresandcanalsoeliminateodour,pigmentingredient,therebyitcanimprovethequalityofnatureproducts．Thekeypu

7、rposeofthisthesisistostudythepurificationoftwosolid-stateproductsbywipedfilmmoleculardistillationapparatus．Theexperimentsofrefiningr∞coilandPoIyTHFhavebeeninvestigated．Theeffectsoftheoperatingparametersonthepurityandyieldwerestudied．Theoptimumprocessconditionsofref'mingthesetwoproduc

8、tswereobtain