分子蒸馏技术综述.doc

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1、分子蒸馅技术综述分子蒸憎分离技术综述摘要随着各种分离技术的应川与发展，分子蒸憎技术越來越受青睐，尤具是对于高沸点和热敏性物质的分离。本文主要分析了分子蒸馆技术的发展现状、基本原理、分子蒸徭分离与传统分离的比较、几种典型分子蒸馅器的性能比较、及其应用实例、局限性和未來发展趋势等。关键词分子蒸馆分离技术应用1分子蒸馄定义、丿力史及其发展现状分子蒸fw(MolecularDistillation)又称短程蒸憾(Short-DathDistillation),是—种在高真空度条件下进行非平衡分离操作的连续蒸僻过程，它是以液相屮逸出的气相分子依靠气体扩散为主体的分离过程。作为一种对高沸点和热敏

2、性物质进行有效分离的手段，自20世纪30年代出现以來，得到了世界各国的重视。至20世纪60年代，为适应浓缩鱼肝油小维生素A的需要，分子蒸馆技术得到了工业化应用，在日、英、美、德以及前苏联相继设计、制造了多套分子蒸缰装置，用于浓缩VA等的生产，但当时困于种种条件，应用曲窄、发展速度慢。在过去的几十年屮，ttt界各国都在不断扩人和完善该项技术在丁业化屮的应用，特别是20世纪80年代以來，随着人们对天然物质的青睐，冋归自然潮流的兴起，分子蒸馆技术得到了迅速的发展。分子蒸馆的设备日前应用较广的为离心薄膜式及转子刮膜式。这两种方式的分离装置，也是一直在不断地改进和完善，特别是针对不同产品，其装

3、置结构与配套设备要有不同的特点。因此，就分子蒸馄装置本身来说，其开发研究的内容就十分丰富了。在应用领域方血，国外已在近百种产品中进行了T业化生产，广泛应用于石油、化工、轻工、食品、医药、、农药及LI用化工等。我国对分子蒸僻技术的研究起步较晚，20世纪80年代末期，国内曾引进了几套分子蒸憎生产线，用于驶脂酸单廿脂的生产。国内的研究人员也曾进行过一些研究，但工业化应用的报道很少。2分子蒸啊的基木原理2.1分子运动平均自由程(1)分子碰撞：分子与分子之间存在着相互作用力。当两分子离得较远时，分子之间的作用力表现为吸引力。但当两个分子接近到一定程度后，分子之间的作用力会改变为排斥力，并随其接

4、近到-定程度，排斥力的作用是两分子分开，这种由接近而至排斥分离的过程就是分子的碰撞过程。（2）分子有效玄径：分子在碰撞过程中，两分子质心的最短距离，即发生斥离的质心距离。（3）分子运动自由程：一个分子相邻两次分子碰撞Z间所走的路程。（4）分子运动平均自由程：任意分子在运动过程屮都在变化自由程，而在一定的外界条件下，不同物质的分子自由程各不相同。就某个分子來说，在某时间剑阁内的自由程的平均值称为平均自由程。由热力学原理可知，分子运动平均自由程为：入m=vm/f式屮：f为分子间的碰撞频率对于球形分子：RTKT22m2dp2dp—分子所处空间的压强，NpdT—分子所处环境的温度，k—波尔兹

5、曼常数2.2分子蒸馅技术的基木原理分子蒸饰技术正是利用了不同种类分子逸出液血后直线飞行的距离不同这一性质來实现物质分离的。液体混合物为了达到分离的日的，首先进行加热，能量足够的分子逸出液血。轻分子的平均自由程人，重分子的平均自由程小，若在离液血小于轻分子自由程而人于重分子自由程的地方设置--冷凝血，使得轻分子落在冷凝面上被冷凝，而重分子则因达不到冷凝面，而返冋原来的液面，这样就将混合物分离了。3分子蒸馄技术的过程及特点：3.1分子蒸绸分离过程根据分子蒸啊器设计原则，低沸点组分首先获得足够的能暈从液膜表血蒸发，径直飞向屮间冷凝器并被冷凝成液相，并在重力作川下沿冷凝器壁面向下流动，进入流

6、出组分接收瓶，未能达到冷凝面的重组分沿加热面留下，进入残留组分接收瓶，即分子蒸憎过程主要分为5个步骤：（1）分子从液相主体向蒸发面扩散。通常，液相屮的扩散速度是控制分子蒸馆速度的主要因索，在设备设计时，应尽量减薄液层厚度并强化液层的流动。（2）分子从蒸发面上自由熬发。分子在高真空远低于沸点的温度下进行蒸发。蒸发速度随着温度的升高而升高,但分离效率优势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，选择经济合理的蒸馅温度。（3）分子从蒸发面向冷凝面飞射。在飞射过程屮，可能与残存的空气分子碰撞，也肯能相互碰撞。但只要佇合适的真空度，使蒸发分子的平均自由程人于或等于蒸发血与冷凝

7、面Z间的距离即可。（4）分子在冷凝面上冷凝。冷凝面形状合理且光滑，从而完成对该物质分子的分离提取。（5）流出物和残留物的收集。由于重力作用，流出物在冷凝器底部收集。没有蒸发的重组分和返冋到加热血上的极少数轻组分残留物由于重力作用或离心力作用，滑落到加热器底部或转盘外缘。3.2分子蒸馄技术的特点3.2.1操作真空度高由于分子蒸懾的冷热血间的间距小于轻分子的平均自由程，轻分子几乎没有压力降就达到冷凝曲，使蒸发血的实际操作真空度比传统真空蒸馄的操作真空度高出几个