河南分子蒸馏原理

时间:2021年07月12日 来源:

短程精馏,也叫分子蒸馏,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[1]。说是叫蒸馏,其实原理并不一样,普通蒸馏依靠的是沸点差异,而分子蒸馏则靠的是分子平均自由程。自由程是啥?就是一个分子和其他分子相继碰撞两次之间经过的直线距离(粗略理解意思就是这个分子热运动能跑多远),平均自由程就是个统计上的平均结果了。

技术应用

分子蒸馏在石油化工、食品、医药、香精香料精细化工等领域均有运用[2],尤其在天然产物及热敏性物料的分离纯化方面得到应用。例如精制鱼油的提取,鱼油中的EPA、DHA(这玩意儿叫脑黄金,很多婴幼儿产品里面都有这个成分)主要从海产鱼油中提取,采用分子蒸馏的鱼油产品色泽好、气味**、过氧化值低。此外还有天然色素、天然维生素、天然挥发精油的提取,都用到分子精馏。而在石油化工领域,可以用于合成润滑油基础油的精制处理,还有用于油品分析,应用在减压馏分油的深拔领域。医药领域用于或者中间体的提纯(例如抗HIV-1 ***度鲁特韦的关键中间体4-甲氧基乙酰乙酸甲酯的提纯)


完整的分子蒸馏系统由哪些设备组成?河南分子蒸馏原理

分子蒸馏

    短程蒸馏(又叫分子蒸馏)是一种热分离工艺,**于分离热敏性产物。短程蒸馏的特点是产物停留时间短、工艺蒸发温度低,力求让蒸馏产物受到尽量小的热应力。可见,短程蒸馏是一种非常温和的蒸馏过程。短程蒸馏配套真空系统,通过降低操作压力,达到 降低产物沸点的目的。这是一种连续分离过程,其产物停留时间低至数十秒(而其他常规分离方法的停留时间达到数小时!)。所以,在常规蒸馏工艺中(无论是连续的循环、膜式蒸馏,还是非连续的批次蒸馏),由于高温、长停留时间而分解的产品,用短程蒸馏就能够顺利分离。例如,高分子有机化合物用常规蒸馏方法来分离时,较高工艺温度(如超过200℃)会导致其热敏性的分子链裂解。因此高分子有机化合物的分离几乎都会使用短程蒸馏。短程蒸馏的工艺压力和温度范围通常在1到1x10-3mbar、150到280℃。 贵州分子蒸馏分子蒸馏清洗保养方式是什么?

河南分子蒸馏原理,分子蒸馏

    分子蒸馏技术蒸馏是将固体与液体或液体与液体混合物分离**基本的方法。常规的蒸馏方式:原料在蒸发器内被加热至蒸发温度,低沸点组分蒸发后进入冷凝器冷却,得到所需的产品。普通蒸馏的基本过程是当分子离开液面后所形成的蒸汽分子,会在运动中互相碰撞,一部分进入冷凝器中,另一部分则返回液体内。常规的蒸馏方式-需要较高的蒸馏温度-物料加热时间较长局限性-无法对热敏物质进行分离。要避免部分物质在蒸馏过程中因分解而造成损失,可以采用减压蒸馏法。减压蒸馏通过将系统抽真空可降低蒸发温度压力与沸点的关系:压力每降低一个数量级,沸点降低约20-30度。但对于热敏物质来说,在蒸馏釡内进行的真空蒸馏有很多缺陷:很长的蒸馏时间-由于压力降的缘故,以及真空泵很难克服蒸馏釜内液面的静压高度,所以在蒸发处的真空是非常有限的。**终的真空度并不由真空泵的大小而决定,而是受管路的传导性和蒸发器内静液面高度的限制。沸点高、对热不稳定、粘度高或容易的物质,均不宜用一般的减压蒸馏,应进行分子蒸馏。

    分子蒸馏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。定义在一定温度下,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。短程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。分子蒸馏过程分子蒸馏可发如下四步:(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。 分子蒸馏分离时温度上限是多少?

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常规蒸馏,不论常压下的,或者是真空下的粗真空蒸馏与低真空蒸馏,利用的原理都是根据不同物质的沸点差,也就是挥发性的不同,对其进行分离提纯。但是如果混合物的沸点相同或者很接近的情况下,常规的蒸馏就无法进行下去了。


而分子蒸馏利用的则是物质间不同的分子运动平均自由程来实现分离。什么是分子运动平均自由程?一个分子连续两次碰撞间飞行距离的平均值。它的大小取决于分子的密度。因此进行分子蒸馏需要满足的是混合物分子的平均自由程需要存在差异,且差异越大越好。而要满足足够大的分子运动平均自由程,就需要保证足够的低压,因此分子蒸馏的真空度比普通真空蒸馏要高很多。


分子蒸馏与其他真空蒸馏的在原理上的差异。河南分子蒸馏优点

分子蒸馏与传统蒸馏有哪些区别?河南分子蒸馏原理

    分子蒸馏的条件是: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SPE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。 河南分子蒸馏原理

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