分离方法——分子蒸馏法.ppt

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1、分子蒸馏1原理：分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法，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。分子运动自由程（用λ表示）是指一个分子相邻两次碰撞之间所走的路程。分子蒸馏技术的基本原理（1）　分子运动平均自由程：任一分子在运动过程中都在不断变化自由程。在某时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。KT则：λm＝　────·────(2)½πd²P其中：d－　分子有效直径P－　分子所处空间的压强T－　分子所处环境的温度K－　波尔兹曼常数（2）　分子蒸馏的基本原理：　　由分子平均自由程的公式可以看出，不同

2、种类的分子，由于其分子有效直径不同，其平均自由程也不同，换句话说，不同种类的分子溢出液面后不与其它分子碰撞的飞行距离是不同的。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（10-2～10-4mmHg），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。（0.0133332-1.3332Pa）分子蒸馏装置内部冷凝器，流阻小，极限真空高分子蒸馏器的模式离心薄膜式转子刮膜式主要区别在于物料形成薄膜的方法不同现在国内、外的工业化装置以转子刮膜式为主离心薄膜式分子蒸馏器

3、MDL-150（离心式）转子刮膜式分子蒸馏器2分子蒸馏技术的特点分子蒸馏技术作为一种高新分离技术，具有其它分离技术无法比拟的优点：（1）分子蒸馏的操作温度远低于物料的沸点：　　由分子蒸馏原理可知，混合物的分离是由于不同种类的分子溢出液面后的平均自由程不同的性质来实现的，并不需要沸腾，所以分子蒸馏是在远低于沸点的温度下进行操作的，这一点与常规蒸馏有本质的区别。(２)蒸馏压强低：由于分子蒸馏装置独特的结构形式，其内部压强极小，可以获得很高的真空，因此分子蒸馏是在很低的压强下进行操作，一般为×10-1Pa数量级（×10-3数量级）。（3)受热时间短：　　由分子蒸馏原理可知，受

4、加热的液面与冷凝面间的距离要求小于轻分子的平均自由程，而由液面溢出的轻分子，几乎未经碰撞就到达冷凝面，所以受热时间很短。另外，混合液体呈薄膜状，使液面与加热面的面积几乎相等，这样物料在蒸馏过程中受热时间就变得更短。对真空蒸馏而言，受热时间为一小时，而分子蒸馏仅为十几秒。(４)分子蒸馏比常规蒸馏分离程度更高，能分离常规蒸馏不易分开的物质：分子蒸馏的特点决定了它在实际应用中较传统技术有明显的优势：(１)由于分子蒸馏真空度高，操作温度低和受热时间短，对于高沸点和热敏性及易氧化物料的分离，有常规方法不可比拟的特点，能极好地保证物料的天然品质。可被广泛应用于天然物质的提取中。（２）分

5、子蒸馏不仅能有效地去除液体中的低分子物质，如：有机溶剂、臭味等，而且可以有选择地蒸出目的产物，去除其它杂质，因此被视为天然品质的保护者和回归者。（３）分子蒸馏能实现传统分离方法无法实现的物理过程，因此，在一些高价值物料的分离上被广泛用作脱臭、脱色及提纯的手段3分子蒸馏技术的应用（1）应用范围石油化工方面：碳氢化合物的分离、原油的渣油及其类似物质的分离、表面活性剂的提纯及化工中间体的精制等，如高碳醇及烷基多酣、乙烯基吡咯烷酮等的纯化、羊毛酸酯、羊毛醇酯等的制取等。塑料工业方面：增塑剂的提纯、高分子物质的脱臭、树脂类物质的精制等。食品工业方面：分离混合油脂，可获纯度达90%以上

6、的单甘油脂，如硬脂酸单甘酯、月桂酸单甘酯、丙二醇脂等；提取脂肪酸及其衍生物、生产二聚脂肪酸等；从动植物中提取天然产物如鱼油、米糠油、小麦胚芽油等。医药工业方面：提取合成及天然维生素Ａ、Ｅ；制取氨基酸及葡萄糖衍生物等。香料工业方面：处理天然精油，脱臭、脱色、提高纯度，使天然香料的品位大大提高。如桂皮油、玫瑰油、香根油、香茅油、山苍子油等。事例1事例2事例3事例4事例5下面列举一些典型的分子蒸馏生产工艺：(１)低沸点、热敏性物料的分离　　如香料类物质，该类物质挥发性强，热敏性高。　　　　　　　　　　　　　　　　┎→产品１玫瑰油→第一级（脱气）→第二级→┃　　　　　　　　　

7、　　　　　　　　　　　　　　　　┖→蒸余物→第三级→通过上述处理，可解决香味不好、颜色深及蜡含量高等问题，使产品的附加值大大提高。产品2渣(２)高沸点、热敏性物料的分离　　该类物质分离的关键是温度和受热时间的控制。若温度和受热时间控制得不好，不但影响分离效果，而且还会使物质歧化宿合。如：付产品鱼油乙酯→第一级(脱腥)→第二级(提纯)→蒸余物→第三级(脱色)→主产品渣通过上述处理，所得产品不仅气味、颜色优良，而且有效成分的含量提高，保护了天然的结构。实验型设备：MD-S80中试型设备：MD-S150MD-S30