分子蒸馏原理 分子蒸馏与短程蒸馏的区别

短程蒸馏,“短程”即指较短路程,广义来讲蒸发器采用蒸发面到冷凝面距离小于300MM的设计方案,都能称为短程蒸馏器。分子蒸馏原理从设计构造上分为刮板式短程蒸馏器、离心式短程蒸馏器和近年一些厂家改进薄膜蒸发器的冷凝器安装位置演变而来的短程蒸馏器。目前应用较广技术最成熟的是刮板式短程蒸馏器,设计采用由外加热的垂直蒸发筒体、中心冷凝器以及在蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。其蒸馏过程是:物料从蒸发器的顶部加入,经转子上的料液分布器将其连续均匀地分布在加热面上,随即刮膜器将料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜,并以螺旋状向下推进。在此过程中,从加热面上逸出的轻组分,经过很短的路线和几乎未经碰撞就到内置冷凝器上冷凝成液,并沿冷凝器管流下,通过位于蒸发器底部的出料管排出;残液即重组分在加热区下的圆形通道中收集,再通过侧面的出料管中流出。分子蒸馏,更准确说是分子蒸馏原理,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。其蒸馏过程当液体混合物,在某个特定的压力条件下,沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入气相,由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板(蒸发面积冷凝面距离一般小于100MM),则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样达到物质分离的目的。从蒸馏过程描述中应注意“特定压力条件”和“蒸发面积冷凝面距离”。也就是说不是所有原料都能实现分子蒸馏;分子蒸馏过程只有在刮板式短程蒸馏器或者离心式短程蒸馏器才能实现;分子蒸馏原理不是简单的在短程蒸馏器内蒸馏就是分子蒸馏,分子蒸馏实现必须是在特定压力特定温度下实现的分子级运动并实现分离过程。所以简单的把分子蒸馏和短程蒸馏混为一谈是错误的,其本质是有区别的。刮板式短程蒸馏器的特点:极高真空:刮板式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。操作温度远低于物料的沸点:由于刮板式短程蒸馏采用中心冷凝方式,蒸发面积冷凝面距离一般小于50mm(实验装置距离小于10mm),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。受热时间短:由采用垂直旋转的刮板成膜设计,物料在加热壁上的停留时间短仅为十几秒。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。热分解的可能被最小化。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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